用于机柜的监测系统的制作方法
【专利说明】
[0001] 相关申请的交叉参考
[0002] 本申请要求 2013 年 9 月 25 日提出且题为"ELECTRICALCABINNETINFRARED MONITORSYSTEMSADNMETH0S"的美国临时专利申请No. 61/882, 546的权益，通过引用的方 式将其整体合并于此。
[0003]本申请是 2013 年 4 月 3 日提出且题为"ELECTRICALCABINETINFRAREDMONITOR" 的国际专利申请No.PCT/US2013/35149的部分继续申请案，通过引用的方式将其整体合并 于此。
[0004]本申请是2013年3月 15 日提出且题为"ELECTRICALCABINETINFRAREDMONITOR" 的美国专利申请No. 13/839, 118的部分继续申请案，通过引用的方式将其整体合并于此。
[0005]本申请是 2013 年 12 月 9 日提出且题为"LOWPOWERANDSMALLFORMFACTOR INFRARED頂GAING"的美国专利申请No. 14/101，245的部分继续申请案，通过引用的方式将 其整体合并于此。
[0006] 本申请是2013年 12月 6 日提出且题为"NON-UNIFORMITYCORRECTIONTECHNIQUES FORINFRAREDIMAGINGDEVICES"的美国专利申请No. 14/099, 818的部分继续申请案，通过 引用的方式将其整体合并于此。
[0007] 本申请是2013年12月9日提出且题为"INFRAREDCAMERASYSTEM ARCHITECHURES"的美国专利申请No. 14/101，258的部分继续申请案，通过引用的方式将其 整体合并于此。
[0008]本申请是 2013 年 12 月 21 日提出且题为"COMPACTMULTI-SPECTRUMIMAGING"的 美国专利申请No. 14/138,058的部分继续申请案，通过引用的方式将其整体合并于此。
[0009] 美国专利申请No. 14/138,058要求2012年12月31日提出且题为"COMPACT MULTI-SPECTRUMIMAGINGWITHFUSION"的美国临时专利申请No. 61/748, 018 的权益，通过 引用的方式将其整体合并于此。
[0010] 本申请是 2013 年 12 月 21 日提出且题为"??ΜΕSPACEDINFRAREDIMAGE ENHANCEMENT"的美国专利申请No. 14/138, 040的部分继续申请案，通过引用的方式将其整 体合并于此。
[0011] 美国专利申请No. 14/138,040要求2013年3月15日提出且题为"??ΜΕSPACED INFRAREDIMAGEENHANCEMENT"的美国临时专利申请No. 61/792, 582的权益，通过引用的方 式将其整体合并于此。
[0012] 美国专利申请No. 14/138,040的还要求2012年12月26日提出且题为"??ΜΕ SPACEDINFRAREDIMAGEENHANCEMENT" 的美国临时专利申请No. 61/746, 069 的权益，通过 引用的方式将其整体合并于此。
[0013] 本申请是 2013 年 12 月 21 日提出且题为"INFRAREDIMAGINGENHANCEMENTWITH FUSION"的美国专利申请No. 14/138, 052的部分继续申请案，通过引用的方式将其整体合 并于此。
[0014] 美国专利申请No. 14/138,052要求2013年3月15日提出且题为"INFRARED IMAGINGENHANCEMENTWITHFUSION"的美国临时专利的申请No. 61/793,952的权益，通过 引用的方式将其整体合并于此。
[0015] 美国专利申请No. 14/138, 052还要求2012年12月26日提出且题为"INFRARED IMAGINGENHANCEMENTWITHFUSION"的美国临时专利申请No. 61/746, 074的权益，通过引 用的方式将其整体合并于此。
技术领域
[0016] 本申请涉及传感器，尤其涉及用于电气柜的摄像机监测系统。
【背景技术】
[0017] 工厂厂房，办公室等内的配电系统通常包括许多用于容纳诸如隔离开关和断路器 的开关设备的机壳（例如，电气柜）是常见的。检查开关设备对于安全来说非常重要。例 如，开关设备过热是引起建筑火灾的主要原因。因此，通常要进行电气柜的定期检查和维 护。
[0018] 电气开关设备的检查涉及利用红外摄像机查找热的热点。但是，为安全起见，在机 柜打开之前，一般必须关闭电源，因此，这项检查是一个繁琐的过程。相应地，现有技术中 需要改进的电气柜热监测系统和技术。 【实用新型内容】
[0019] 根据本公开文本的一个方面，一种用于机柜的监测系统包括：红外摄像机，其配置 成捕获放置在机柜的内部腔室中的电气设备的至少一部分的热图像；以及通信接口，其配 置成传输来自红外摄像机的热图像以供用户外部查看。
[0020] 根据本公开文本的另一个方面，一种监测机柜内部腔室的方法包括：通过红外摄 像机捕获放置在机柜内部腔室中的电气设备的至少一部分的热图像；以及通过通信接口传 输来自红外摄像机的热图像以供用户外部查看。
[0021] 根据本公开文本的另一个方面，提供一种用于电气柜的监测系统，其包括：用于接 收来自电气柜内的导体的电磁能的电磁耦合器；用于从电磁耦合器收获电能的能量收获电 路；用于存储收获的电能并为监控系统供电的电池；以及配置成对电气柜的内部进行热成 像的红外摄像机。
[0022] 根据本公开文本的另一个方面，提供一种监测电气柜的方法，其包括：从电气柜内 的至少一个导体收获电磁能；将收获的电磁能存储在储能装置中；对由储能装置提供能量 的电器柜的内部进行热成像；以及将热图像无线地传输至远程系统。
[0023] 根据本公开文本的另一个方面，一种系统包括：红外摄像机，其配置成捕获放置在 机柜的内部腔室中的电气设备的至少一部分的热图像；非热摄像机，其配置成捕获放置在 机柜的内部腔室中的电气设备的至少一部分的非热图像；以及通信接口，其配置成传输热 图像和非热图像以供用户外部查看。
[0024] 根据本公开文本的另一个方面，一种方法包括：用红外摄像机捕获放置在机柜的 内部腔室中的电气设备的至少一部分的热图像；用非热摄像机捕获放置在机柜的内部腔室 中的电气设备的至少一部分的非热图像；以及用通信接口传输热图像和非热图像以供用户 外部查看。
[0025] 根据本公开文本的另一个方面，一种用于机柜的监测系统包括：红外摄像机，其配 置成捕获放置在机柜的内部腔室中的电气设备的至少一部分的热图像；非热摄像机，其配 置成捕获放置在机柜的内部腔室中的电气设备的至少一部分的非热图像；和通信接口，其 配置成传输热图像和非热图像以供用户外部查看。
[0026] 根据本公开文本的另一个方面，用于机柜的监测系统进一步包括配置为产生组合 图像的处理器，该组合图像包括来自非热图像的可见光谱特征和来自热图像的辐射测定 分量的热特征。
[0027] 根据本公开文本的另一个方面，组合图像包括：编码成组合图像的亮度分量的非 热图像的高空间频率含量；和编码成组合图像的亮度分量的和/或编码成组合图像的色度 分量的辐射测定分量。
[0028] 根据本公开文本的另一个方面，组合图像包括编码成组合图像的色度分量的非热 图像的色度分量；辐射测定分量包括热图像的亮度分量；组合图像包括含有辐射测定分量 和可见光谱图像的亮度分量的混合图像数据；和混合图像数据被编码成组合图像的亮度分 量。
[0029] 根据本公开文本的另一个方面，用于机柜的监测系统进一步包括配置成显示组合 图像的用户可视屏幕。
[0030] 根据本公开文本的另一个方面，用户可视屏幕安装在机柜的外表面上。
[0031] 根据本公开文本的另一个方面，用户可视屏幕远离机柜。
[0032] 根据本公开文本的另一个方面，用于机柜的监测系统进一步包括：附加红外摄像 机，其配置成捕获电气设备的相应部分的附加热图像；附加非热摄像机，其配置成捕获电气 设备的相应部分的附加非热图像；和其中通信接口被配置成传输附加热图像和附加非热图 像供用户外部观看。
[0033] 根据本公开文本的另一个方面，非热摄像机包括可见光摄像机。
[0034] 根据本公开文本的另一个方面，用于机柜的监测系统进一步包括：电磁耦合器，其 配置成从机柜内的至少一个导体接收电磁能量；能量收获电路，其配置成从电磁耦合器提 供电力；电池，其配置成给红外摄像机和非热摄像机供以电力。
[0035] 根据本公开文本的另一个方面，热图像是电气设备的至少一部分的未模糊的热图 像；和该系统还包括处理器，该处理器配置为：基于由热摄像机捕获的故意模糊的热图像， 确定多个非均匀校正项，和将该非均匀校正项应用于未模糊的热图像，以从未模糊的热图 像去除噪声。
[0036] 本实用新型的保护范围由权利要求限定，其并入该部分作为参考。通过参照下面 一个或多个实施方式的详细描述，将使本领域技术人员更完整地理解本实用新型的实施方 式，并能知晓其额外的优势。下面将参照后附的附图页，首先对其作简要描述。
【附图说明】
[0037] 图1示意了根据本公开文本实施方式的监测系统的示例。
[0038] 图2示意了根据本公开文本实施方式的配置成在电气柜监测系统中实现的红外 成像模块。
[0039] 图3示意了根据本公开文本实施方式的确定NUC项的各种操作的流程图。
[0040] 图4示意了根据本公开文本实施方式的监测系统的另一示例。
[0041] 图5-6示意了根据本公开文本实施方式的显示系统的示意性用户界面。
[0042]图7示出了根据本公开实施例的具有热和非热成像能力的摄像机的监测系统的 示例。
[0043]图8示出了根据本公开实施例的具有热和非热成像能力的多光谱摄像机的示例。
[0044]图9示出了根据本公开实施例的具有热和非热成像能力的多光谱摄像机的另一 示例。
[0045]图10示出了根据本公开实施例的具有热和非热成像能力的多光谱摄像机的、图1 所示类型的监测系统的示例。
[0046]图11示出了根据本公开实施例的具有热和非热成像能力的多光谱摄像机的、图4 所示类型的监测系统的示例。
[0047]图12示出了根据本公开实施例的具有热和非热成像能力的各种摄像机的、图4所 示类型的监测系统的另一示例。
[0048] 图13示出了根据本公开实施例的示出如何捕获和组合热和非热图像的流程图。
[0049] 图14示出了根据本公开实施例的用于捕获和组合热图像和非热图像以形成多光 谱图像的过程的流程图。
[0050] 图15示出了根据本公开实施例的用于处理热图像和非热图像的过程的流程图。
[0051] 图16示出了根据本公开实施例的增强场景的红外成像的各种操作的流程图。
[0052] 图17示出了根据本公开实施例的增强场景的红外成像的各种操作的流程图。
[0053] 图18示出了根据本公开实施例的适于成像场景的成像系统的框图。
[0054]图19示出了根据本公开实施例的用于适于成像场景的成像模块的监测系统的框 图。
[0055] 图20示出了根据本公开实施例的适于成像场景的成像模块的布局的框图。
[0056] 通过参照下面一个或多个实施方式的详细描述，将使本领域技术人员更完整地理 解本实用新型的实施方式，并能知晓其额外的优势。下面将参照后附的附图页，首先对其作 简要描述。
【具体实施方式】
[0057] 为了解决热监测技术中的缺陷，公开了一种红外摄像机，其配置成永久地与电气 柜集成。以这种方式，可进行连续热监测，无需任何电气系统关机。为了提供更大的便利， 红外摄像机可通过电能收集（powerscavenging)技术供电，使得无需更换电池。在一些实 施方式中，红外摄像机可以通过在该电能收集技术上增加，或替换为电气柜内的物理电气 连接来供电。在一些实施例中，可以设置多个红外摄像机。在某些实施例中，还可将非热摄 像机配置为与电气柜永久集成。在一些实施例中，非热摄像机可通过电能收集技术供电，使 得无需更换电池。在一些实施例中，红外摄像机和非热摄像机可包含在共用的多光谱摄像 机封装中。
[0058] 在一些实施例中，可提供一个或多个红外（例如，热）摄像机和一个或多个非热感 摄像机（例如，可见光摄像机或其他类型的非热成像器）以监测电气柜。例如，红外摄像机 和非热摄像机可被提供小形状因子成像模块。非热成像摄像机可用例如响应非热频谱中 的辐射（例如，可见光波长、紫外线波长和/或其他非热波长中的辐射）的一个或多个传 感器和/或传感器阵列实现。例如，在一些实施例中，非热成像摄像机可用电荷耦合器件 (CXD)传感器、电子倍增CXD(EMCXD)传感器、互补金属氧化物半导体（CMOS)传感器、科学的 CMOS(sCMOS)传感器或其他的滤波器和/或传感器实现。
[0059] 在一些实施例中，非热摄像机可与红外成像模块共同布置并将它们定向，使得非 热摄像机的视野（F0V)至少部分重叠红外成像模块的F0V。在一个实例中，根据2012年12 月31日提出的美国临时专利申请No. 61/748, 018所描述的各种技术，红外成像模块和非 热摄像机可被实现为共享公共基底的双传感器模块，上述专利申请通过援引并入本文。
[0060] 对于具有这种非热光摄像机的实施例，各种部件（例如，一个或多个处理部件）可 被配置成叠加、融合、混合或其它方式组合红外成像模块所捕获的红外图像（例如，包括热 图像）和非热摄像机所捕获的非热图像（例如，包括可见光图像），不管是在基本同一时间 还是在不同时间（例如，时间间隔在几时、几天、白天与夜间，等）捕获的。
[0061] 在一些实施例中，可处理热和非热图像以产生组合图像（例如，在一些实施例中， 对这些图像执行的一个或多个处理）。例如，可执行基于场景的NUC处理（如下文进一步所 述），可执行真彩色处理，和/或可执行高对比度的处理。
[0062] 对于真彩色处理，可根据在一些实施例中由用户和/或机器调节的混合参数，通 过例如将热图像的辐射测定分量与非热图像的对应分量混合在一起，而将热图像与非热图 像混合在一起。例如，根据混合参数可组合热和非热图像的亮度或色度分量。在一个实施例 中，这种混合技术可被称为真彩色红外成像。例如，在白天成像时，混合图像可包括含有亮 度分量和色度分量的非热彩色图像，其亮度值由热图像的亮度值替代和/或与其混合。来 自热图像的亮度数据的使用使得真实的非热彩色图像的强度基于物体的温度变亮或变暗。 如此，这些混合技术为白天或可见光图像提供了热成像。
[0063] 对于高对比度处理，高空间频率含量可从一幅或多幅热和非热图像中获得（例 如，通过执行高通滤波、差分成像和/或其他技术）。组合图像可包括热图像的辐射测定分 量和混合分量，该混合分量包括根据在一些实施例中由用户和/或机器调节的混合参数， 与高空间频率含量混合在一起的场景的红外（例如，热）特征。在一些实施例中，通过将高 空间频率含量叠加到热图像上，可将非热图像的高空间频率含量与热图像混合在一起，其 中高空间频率含量取代或覆盖对应于存在高空间频率含量的热图像的那些部分。例如，高 空间频率含量可包括在场景的图像中所描绘的物体的边缘，但不可存在这种物体的内部。 在这种实施例中，混合图像数据可简单包括随后将被编码成组合图像的一个或多个分量的 高空间频率含量。
[0064]例如，热图像的辐射测定分量可以是该热图像的色度分量，高空间频率含量可来 自非热图像的亮度和/或色度分量。在该实施例中，组合图像可包括编码成组合图像的色 度分量的辐射测定分量（例如，热图像的色度分量）和直接编码（例如，没有热图像贡献的 混合图像数据）成组合图像的亮度分量的高空间频率含量。通过这样做，可以保留热图像 的辐射测定分量的辐射校准。在类似的实施例中，混合图像数据可包括加入热图像的亮度 分量的高空间频率含量和编码成结果组合图像的亮度分量的结果混合数据。
[0065] 例如，下列申请中公开的各种技术可用在各种实施例中：2009年6月3日提出的 美国专利申请No. 12/477,828的；2010年4月23日提出的美国专利申请No. 12/766,739 的；2011年5月11日提出的美国专利申请No. 13/105,765 ;2012年4月2日提出的美国专 利申请No. 13/437,645 ;2011年4月8日提出的美国临时专利申请No. 61/473,207 ;2012年 12月26日提出的美国临时专利申请No. 61/746,069 ;2012年12月26日提出的美国临时专 利申请No. 61/746,074 ;2012年12月31日提出的美国临时专利申请No. 61/748,018 ;2013 年3月15日提出的美国临时专利申请No. 61/792,582 ;2013年3月15日提出的美国临时 专利申请如.61/793,952;2011年4月21日提出的国际专利申请如.？(：17^?2011/056432 ; 2013年9月25日提出的美国临时专利申请No. 61/882,546 ;2013年4月3日提出的国际 专利申请吣}〇1/1