使用光学估计的电源监控系统的制作方法

优先权

本申请要求2017年3月29日提交的名称为“powersupplymonitoringsystemusingopticalestimation”的美国申请no.15/472,639的权益，该申请全文以引用方式并入本文。

背景技术：

电池越来越多地用于车辆（诸如电动汽车）和飞行器（包括自主或无人驾驶飞行器）。当使用电池作为车辆的主电源时，希望了解电池的电荷状态以避免车辆意外断电并失控。用于测量电池的电荷状态的现有系统可能会给车辆增加额外的部件、重量和复杂性。因此，希望能够在部件、重量和复杂性增加最小的情况下监控电池的电荷状态。

附图简要说明

参考附图描述具体实施方式。在附图中，附图标记的最左边的数字标识首先出现附图标记的图形。在不同附图中使用相同的附图标记表示相似或相同的部件或特征。

图1是根据一种实施方式的飞行器的俯视图的示意图。

图2是根据一种实施方式的电源监控系统的示意图。

图3是根据一种实施方式的另一个电源监控系统的示意图。

图4是根据一种实施方式的电池的电荷状态序列的示意图。

图5a至图5b是根据一种实施方式的示出示例性电池电荷状态监控过程的流程图。

图6a至图6b是根据一种实施方式的示出示例性电池健康状态监控过程的流程图。

图7是根据一种实施方式的示出示例性电池监控频率确定过程的流程图。

图8是根据一种实施方式的示出示例性飞行器控制系统的各种部件的框图。

虽然本文以实例的方式描述了实施方式，但本领域技术人员将认识到，这些实施方式不限于所描述的实例或附图。应当理解，附图和对其的详细描述并非旨在将实施方式限制为所公开的特定形式，相反，其意图是覆盖落入由所附权利要求限定的精神和范围内的所有修改、等同物和替代物。本文使用的标题仅用于组织目的，并不意味着用于限制说明书或权利要求的范围。如贯穿本申请所使用的，词语“可以”以允许的意义使用（即，意味着具有潜力），而不是以强制的意义使用（即，意味着必须）。类似地，词语“包括/包含(include/including/includes)”意味着包括但不限于。

具体实施方式

本公开描述了用于监控电源的电荷状态和/或健康状态的电源监控系统和对应方法。例如，电源（例如电池，其包括一个或多个堆叠的电化学单元）可以是飞行器的部件。电池可以定位在插座或壳体内，并且壳体可以包括一个或多个参考标记，该一个或多个参考标记各自与电池的对应的电化学单元（例如，对应的电化学单元的边缘）对齐。监控系统可以包括成像设备，该成像设备捕获堆叠的电化学单元和对应的参考标记的图像。可以使用图像识别技术来识别堆叠的电化学单元的边缘和对应的参考标记。至少部分地基于所捕获图像内的所识别的边缘和参考标记，可以使用距离估计技术来确定一个或多个电化学单元的尺寸（例如，物理大小）和/或尺寸变化（例如，物理大小的增加或减少）。可以使用所确定的尺寸和/或尺寸变化来估计电池的一个或多个电化学单元的电荷状态和/或健康状态。

在一些实施例中，监控系统还可以包括光源，以便于成像设备捕获电化学单元和对应的参考标记的图像。例如，光源可以是与成像设备分开的部件，也可以形成成像设备的一部分。光源可以提供可见光谱中的光、红外光谱中的光、其他波长的光或它们的组合。另选地或除此之外，壳体可以包括一个或多个开口或透明/半透明表面，以允许来自壳体环境的自然光、环境光或外部光进入而便于捕获图像。

在其他实施例中，作为对壳体上的一个或多个参考标记的补充或替代，可以使用一个或多个应变仪来确定电池的一个或多个电化学单元的尺寸变化。例如，堆叠的电化学单元可以通过一个或多个保持器（例如，带、条带、夹具等）保持在壳体内的适当位置，该一个或多个保持器向这些单元施加目标压力以在两者间导电。保持器可以是顺应性的以允许这些单元在充电和放电期间膨胀和收缩，同时基本上保持施加到这些单元的目标压力。一个或多个应变仪可以定位在保持器上以测量保持器的尺寸变化，从而测量这些单元的尺寸变化。除此之外或另选地，可以将一个或多个应变仪应用于每个电化学单元，以便测量每个单元的尺寸变化。可以使用所测量的尺寸变化来估计电池的一个或多个电化学单元的电荷状态和/或健康状态。

此外，监控系统可以确定因温度变化引起的一个或多个电化学单元的尺寸变化的一部分（例如，热应变）。例如，监控系统可以包括与电化学单元中的一个或多个相关联的温度传感器。可以测量温度并将其与一个或多个单元的所捕获的图像或应变仪测量值相关联，从而可以确定因温度或温度变化引起的尺寸变化。除此之外或另选地，成像设备和/或光源可以利用红外光，在这种情况下，可以根据所捕获的图像的红外或热成像数据确定与所捕获的图像相关联的温度。然后，可以校正一个或多个单元的所确定的尺寸和/或尺寸变化以补偿热应变。

电池的电化学单元的电荷状态一般可以指电化学单元的电荷水平，例如在0%（无电荷）和100%（全电荷）之间。在一些实施例中，可以例如通过至少参考已知电荷状态下单元的已知尺寸，根据单元的所确定尺寸来确定电化学单元的电荷状态。另外，可以例如通过至少参考单元的尺寸随时间的已知变化率，根据单元的尺寸随时间的变化来确定电化学单元的电荷状态。例如，在全电荷状态和零电荷状态之间可以观察到电源（或电源的各个单元）的总尺寸的约2%至3%的尺寸变化。另外，尺寸变化可以随着电荷状态而近似线性地增加或减少。在一些实施例中，电源可以表现出大于或小于电源（或电源的各个单元）的总尺寸的约2%至3%的尺寸变化。

电化学单元的健康状态一般可以指单元相对于其理想规格的状况，例如，在0%（不满足其任何理想规格）和100%（完全满足其所有理想规格）之间。健康状态可以包括一个或多个参数，诸如容量、电阻、阻抗、电导、电压等。在一些实施例中，可以根据单元随时间的尺寸变化与其他类似单元随时间的相应尺寸变化和/或其他具有理想规格的类似单元的已知尺寸变化之间的比较来确定电化学单元的健康状态。例如，可以将在充电和/或放电期间相对于其他类似单元的物理尺寸的相应变化表现出更大的物理尺寸变化的单元确定为具有较低的健康状态（例如，容量减少）。

在另外的实施例中，监控系统可以以确定的频率（例如，每5-10秒或其他频率）捕获图像或接收应变仪测量值。所确定的频率可以基于电池的预期运行持续时间（例如，30分钟）。除此之外或另选地，监控系统可以以变化的频率捕获图像或接收应变仪测量值。例如，监控系统可以以所确定的第一频率捕获图像或接收数据，并且在电池的电荷状态达到或超过所确定的阈值时，监控系统可以以所确定的第二频率捕获图像或接收数据。更具体地，如果电池正在放电并且已经超过阈值电荷状态20%，则监控系统可以增加捕获图像或接收数据的频率。同样，如果电池正在充电并且已经超过阈值电荷状态20%，则监控系统可以减少捕获图像或接收数据的频率。监控频率的其他阈值、阈值数量以及相关联的增加或减少也可以用本文描述的监控系统和方法来实现。

图1示出了根据一种实施方式的飞行器100的俯视图的示意图。如图所示，飞行器100包括围绕飞行器的机架104间隔开的八个螺旋桨102-1、102-2、102-3、102-4、102-5、102-6、102-7、102-8。螺旋桨102可以是任何形式的螺旋桨（例如，石墨、碳纤维）并且其大小足以提升飞行器100和由飞行器100接合的任何存货，这样飞行器100可以在空中导航，以例如将物品递送到交货位置。虽然该实例包括八个螺旋桨，但在其他实施方式中，可以使用更多或更少的螺旋桨。同样，在一些实施方式中，螺旋桨可以定位在飞行器100上的不同位置处。另外，可以利用替代的推进方法。例如，可以使用风扇、喷气、涡轮喷气、涡轮风扇、喷气发动机、电动喷气等来推进飞行器。

飞行器100的机架104或机身同样可以是任何合适的材料，诸如石墨、碳纤维和/或铝。在该实例中，飞行器100的机架104包括四个刚性构件105-1、105-2、105-3、105-4，或以散列模式布置的横梁，其中刚性构件以近似垂直的角度相交和接合。在该实例中，刚性构件105-1和105-3彼此平行布置并且具有大致相同的长度。刚性构件105-2和105-4彼此平行布置，但垂直于刚性构件105-1和105-3。刚性构件105-2和105-4具有大致相同的长度。在一些实施例中，所有刚性构件105都可以具有大致相同的长度，而在其他实施方式中，一些或所有刚性构件可以具有不同的长度。同样，两组刚性构件之间的间距可以大致相同，也可以不同。

虽然图1中示出的实施方式包括接合以形成机架104的四个刚性构件105，但在其他实施方式中，机架104可以具有更少或更多的部件。例如，在其他实施方式中，飞行器100的机架104可以配置为包括六个刚性构件，而不是四个刚性构件。在这样的实例中，刚性构件105-2、105-4中的两个可以彼此平行地定位。刚性构件105-1、105-3和刚性构件105-1、105-3两侧的两个附加刚性构件可以全部彼此平行定位并垂直于刚性构件105-2、105-4。利用附加的刚性构件，可以通过机架104在所有四个侧面上形成具有刚性构件的附加空腔。机架104内的空腔可以配置为包括一个或多个部件，例如用于物品和/或包含物品的容器的接合、运输和递送的存货接合机构。

在一些实施方式中，飞行器可以针对空气动力学进行配置。例如，飞行器上可以包括空气动力学壳体，该空气动力学壳体包围飞行器控制系统110、刚性构件105中的一个或多个、机架104和/或飞行器100的其他部件。该壳体可以由任何合适的材料（诸如石墨、碳纤维、铝等）制成。同样，在一些实施方式中，存货（例如，物品或容器）的位置和/或形状可以是按照空气动力学设计的。例如，在一些实施方式中，存货接合机构可以配置为使得当存货被接合时，该存货被包封在飞行器100的机架和/或壳体内，这样在飞行器100运输存货期间不会产生额外的阻力。在其他实施方式中，存货可以成形为减少阻力并提供飞行器和存货的更符合空气动力学的设计。例如，如果存货为容器并且该容器的一部分在被接合时在飞行器下方延伸，则容器的暴露部分可以具有弯曲形状。

螺旋桨102和对应的螺旋桨马达定位在每个刚性构件105的两端。安装有螺旋桨马达的刚性构件105在本文中也称为马达臂。螺旋桨马达可以是能够产生足够速度的任何形式的马达，其中螺旋桨能够提升飞行器100和任何接合的存货，从而能够在空中运输存货。例如，螺旋桨马达可以各自为fx-4006-13740kv多转子马达。螺旋桨可以具有足以提升飞行器100和任何接合的有效载荷的任何大小和任何材料。在一些实施方式中，螺旋桨可以由导电材料（诸如碳纤维、铝、石墨、银、铜、钢等）形成。

飞行器控制系统110安装在机架104上。在该实例中，飞行器控制系统110安装在机架104的中间和顶部。如下面参考图8进一步详细讨论的那样，飞行器控制系统110控制飞行器100的运行、路由、导航、通信、电源监控以及存货接合机构。

同样，飞行器100包括一个或多个电源或模块112。在该实例中，飞行器100包括可拆卸地安装到机架104的两个电源112。飞行器所用的电源可以为电池电力、太阳能动力、燃气动力、超级电容器、燃料电池、替代发电源或其组合的形式。例如，电源112可以各自为6000mah锂离子聚合物电池、聚合物锂离子（li-poly、li-pol、lipo、lip、pli或lip）电池。电源112耦合到飞行器控制系统110、螺旋桨马达和其他部件并为其提供动力。

在一些实施方式中，电源模块中的一个或多个可以配置为使得其可以在飞行器着陆时被自动地移除和/或更换为另一个电源模块。例如，当飞行器着陆在交货位置、中继位置和/或材料搬运设施处时，飞行器可以在将对电源模块再充电和/或更换电源模块的位置处与充电构件接合。

如上所述，飞行器100还可以包括存货接合机构114。该存货接合机构可以配置为将物品和/或容纳物品的容器接合和脱离。在该实例中，存货接合机构114定位在机架104的空腔内，该空腔由刚性构件105相交形成。存货接合机构可以定位在飞行器控制系统110下方。在具有附加刚性构件的实施方式中，飞行器可以包括附加的存货接合机构和/或存货接合机构114可以定位在机架104内的不同空腔中。存货接合机构可以具有足以将包含存货的容器牢固地接合和脱离的任何大小。在其他实施方式中，接合机构可以作为容器操作，该容器包含要递送的存货物品。存货接合机构可以与飞行器控制系统110通信（经由有线或无线通信）并由其控制。

虽然本文讨论的飞行器的实施方式利用螺旋桨来实现和维持飞行，但在其他实施方式中，飞行器可以以其他方式配置。例如，飞行器可以包括固定翼、螺旋桨和固定翼、其他推进机构和/或它们的组合。另外，飞行器可以利用一个或多个推进机构来实现起飞和着陆，并且利用固定机翼配置或组合式机翼和推进机构配置以在飞行器在空中时维持飞行。

此外，虽然本文将飞行器100描述为可以利用本文描述的电源监控系统和方法来监控作为其推进机构、控制系统110和其他部件的电源的电源112的示例性交通工具，但本文描述的电源监控系统和方法可以用于监控任何其他形式的交通工具（例如，飞行器、陆基交通工具、水基交通工具等）的电源。另外，本文描述的电源监控系统和方法可以用在具有可以被监控的一个或多个电源的任何其他系统、机器、装置、仪器、设备或对象中。

图2是根据一种实施方式的电源监控系统200的示意图。监控系统200可以利用如本文所述的光学估计技术，以便确定电源的电荷状态和/或健康状态。监控系统200可以包括电源202（例如电池），其具有多个堆叠的电化学单元204，单元204中的每一个具有对应边缘206（例如单元的上边缘）。电源202可以定位在插座或壳体210内，该插座或壳体可以包括参考标记215，参考标记215中的每一个与单元204中相应一个的对应边缘206相关联。监控系统200还可以包括成像设备220、光源230和温度传感器240，其中的每一个可以与控制系统110（例如飞行器控制系统）通信（经由有线或无线通信）。电源202，如图2至图4所示，可以是本文中参考图1所述的电源或模块112和参考图8所述的电源806的实例。

电源202可以是由一个或多个电化学单元204（例如，30至50个单元）构成的电池。尽管图2中仅示出了五个单元204，但电源202中可以包括任何其他数量、形状或大小的单元204。每个电化学单元204可以由正电极或阴极层、负电极或阳极层以及它们之间的分离层构成。阴极层和阳极层可以分别包括阴极箔和阳极箔。分离层可以包括含有阳离子（即带正电的离子）和阴离子（即带负电的离子）的导电电解质。一般来讲，在电池充电期间，可以通过添加电子在阴极层处还原阳离子，并且可以通过去除电子在阳极层处氧化阴离子，并且在电池放电期间，可以将电子流动反向。然而，在其他实施例中，可以将本文描述的用于对电池充电和放电的过程逆转。

在一些实施例中，电源202可以为锂离子电池或镍-金属-氢化物电池，其具有表现出嵌入的一个或多个电化学单元204。嵌入描述了基本上可逆的过程，通过该过程，离子在充电和/或放电期间移入和移出电池层的晶体或晶格结构。作为一个实例，离子可以在充电期间移入阴极层和/或阳极层的晶体或晶格结构中，并且离子可以在放电期间移出阴极层和/或阳极层的晶体或晶格结构，反之亦然。在其他实施例中，电源202可以是表现出嵌入的任何其他类型或类别的电池。

在一些实施例中，电化学单元204可以以棱柱形配置堆叠（例如，矩形或立方体），使得阴极层和阳极层的连续层彼此上下堆叠。堆叠的电化学单元204可以在挠性或顺应性外壳（例如，聚合物袋、挠性外壳或其他顺应性外壳）内保持在一起，该外壳允许电化学单元204在运行期间经历尺寸变化。尺寸变化可能是由于充电和/或放电期间每个单元内的嵌入而造成的。例如，在充电期间，嵌入可以使离子添加到阴极层和/或阳极层，从而引起电化学单元204的尺寸变化，例如物理尺寸增加。同样，在放电期间，嵌入可以使离子从阴极层和/或阳极层移除，从而引起电化学单元204的尺寸变化，例如物理尺寸减少。在其他实施例中，由嵌入引起的尺寸变化可以被逆转，例如，充电期间物理尺寸减少和/或放电期间物理尺寸增加。

在一些实施例中，对于由处于棱柱形配置的堆叠的电化学单元204构成的电池，尺寸变化可以是各向异性的并且沿着基本上垂直于彼此上下堆叠的阴极层和阳极层的平面的方向发生。另外，电源202的一个或多个单元204可以与在使用成像设备所捕获的图像内可见或可识别的相应边缘206相关联。如图2所示，每个单元204-1、204-2、204-3、204-4、204-5可以具有在所捕获的图像内可识别的相应的相关联边缘206-1、206-2、206-3、206-4、206-5。另选地，在所捕获的图像内电源202的仅一个边缘（例如，边缘206-1）可识别。在所捕获的图像内单元204的任何其他数量的边缘206可识别。

电源202可以定位在插座或壳体210内。壳体210可以由任何材料制成，以保持电源202和/或保护电源202免受环境影响。例如，壳体210可以由塑料、金属或任何其他合适的材料制成。

另外，壳体210可以包括在使用成像设备捕获的图像内可见或可识别的一个或多个参考标记215。如图2所示，壳体210可以包括参考标记215-1、215-2、215-3、215-4、215-5，这些参考标记各自与单元204-1、204-2、204-3、204-4、204-5的相应边缘206-1、206-2、206-3、206-4、206-5相关联并且在所捕获的图像内可识别。另选地，在所捕获的图像内与电源202相关联的仅一个参考标记（例如，参考标记215-1）可识别。任何其他数量的参考标记215可以设置在壳体210上，并且在所捕获的图像内可识别。

一个或多个参考标记215可以以各种方式形成、印刷或以其他方式放置在壳体210上。例如，参考标记215可以使用墨水、涂料或在所捕获的图像内可识别的任何其他标记材料印刷在壳体210的表面上。除此之外或另选地，参考标记215可以例如以蚀刻、切口、记号、标记、凹槽、突起、墨水、涂料或其他材料形成或嵌入在壳体210的材料之上或之内，以便在所捕获的图像中可识别。

此外，尽管图2示出了参考标记215基本上为直线，但其他形状和/或大小的标记也是可能的。例如，参考标记215可以采用十字线、加号、箭头或其他指示符或符号的形式，其在所捕获的图像内相对于单元204的相关联边缘206可识别。另外，尽管参考标记215在图2中示为处于壳体210上的特定位置，但参考标记215可以形成、印刷或放置在任何其他合适的位置，该位置允许相对于相应的相关联的参考标记215确定单元204的边缘206的尺寸变化。

在一些实施例中，电源202的单元204的边缘206中的一个或多个可以形成、印刷或以其他与本文所述的各种实施例关于壳体210上参考标记215的放置类似的方式放置在电源202上。例如，可以使用标记材料将单元204的边缘206印刷在电源202的壳体或材料上，或者可以在电源202的壳体或材料之上或之内形成或嵌入边缘206，如上关于参考标记215所述，使得单元204的边缘206在所捕获的图像内是可识别的。

成像设备220可以是能够捕获单元204的边缘206和壳体210上的参考标记215的图像的任何成像设备，以便确定边缘206相对于参考标记215的尺寸或尺寸变化。成像设备220可以定位成使得边缘206和参考标记215在成像设备220的视场内。例如，整个电源202（包括所有边缘206和相关联的参考标记215）可以在成像设备220的视场内，或者仅电源202的一部分（例如，一个或多个边缘206和一个或多个相关联的参考标记215）可以在成像设备220的视场内。此外，成像设备220可以是高分辨率数字相机。另外，成像设备220可以包括微距镜头或其他类似的镜头或结构，以便能够在近距离捕获高分辨率图像。此外，成像设备220可以捕获可见光谱内的图像，例如，在人类可见光谱内、红外光谱内或光的任何其他波长（或波长的组合）。

也可以使用适合于捕获单元204的边缘206和壳体210上的参考标记215的图像的任何其他类型的成像设备或成像设备与镜头的组合。此外，作为静止图像的补充或替代，成像设备220可以捕获运动图像或视频。如本文所述，可以以与所捕获的静止图像的分析类似的方式识别并分析所捕获的视频的各帧。

可以以任意种方式从成像数据中提取关于成像设备220在成像数据中捕获的边缘206或参考标记215的信息和/或数据，包括边缘、线条、标记、符号、轮廓线、表面、纹理或颜色。例如，数字图像中的像素或像素组的颜色可以根据一种或多种标准来确定并量化，这些标准例如：rgb（“红-绿-蓝”）颜色模型，其中像素中的红色、绿色或蓝色等部分以数值范围为0到255的三个对应的数字表示；或十六进制模型，其中像素的颜色以六字符代码表示，其中这些字符中的每一个的范围可以为十六。此外，可以使用一种或多种基于计算机的方法，诸如通过识别图像的区域或扇区内的强度变化，或者通过限定图像的与特定表面、特征、过渡、中断或边缘相对应的区域或部分来识别在数字图像中表示的边缘206或参考标记215的边缘、线条、标记、符号、轮廓线、表面、纹理或特征。

此外，可以使用一个或多个算法或机器学习工具（其可以为基于规则的算法和工具或者学习算法和工具）来识别在静止数字图像或移动数字图像中捕获的边缘206或参考标记215的边缘、线条、标记、符号、轮廓线、轮廓、纹理、颜色、剪影、形状或其他特性。边缘206或参考标记215可以是静止的或运动的，并且可以在单个有限的时间段或在一个或多个时段或持续时间内被识别。此类算法或工具可以用于以最小化噪声和干扰且不会造成错误特征、过渡或中断的方式尽可能接近地识别和标记数字图像内的特征、过渡或中断（例如，边缘206或参考标记215的边缘、线条、标记、符号、轮廓线、轮廓、纹理、颜色、剪影、形状或其他特性）。根据本公开可以用于识别数字图像中的边缘206或参考标记215的特性的一些检测算法或技术包括但不限于canny边缘检测器或算法；sobel算子、算法或过滤器；kayyali算子；roberts边缘检测算法；prewitt算子；frei-chen方法；基于任何机器学习的方法；或者相关领域的普通技术人员可能已知的任何其他算法或技术。

一旦在一个或多个数字图像中已识别出静止的或移动的边缘206或参考标记215的特性，边缘206或参考标记215的此类特性可以与先前识别的关于边缘206或参考标记215的信息（其可以存储在一个或多个数据存储中）相匹配。就这一点而言，可以至少部分地基于先前捕获的图像和在其中识别的信息来确定边缘206和相应的相关联参考标记215之间的尺寸变化。

另外，可以使用距离估计技术来确定所识别的边缘206和参考标记215之间，以及多个所捕获图像内的所识别的边缘206和参考标记215之间随时间的物理尺寸和/或物理尺寸变化。距离估计技术可以至少部分地基于：单元204和壳体210的物理性质、材料性质、化学性质、电性质和/或热性质；成像设备的物理性质、成像性质和/或热性质；成像设备与边缘206或参考标记215之间的距离；成像设备相对于边缘206或参考标记215的位置和/或取向；和/或与监控系统的部件和所捕获的图像有关的其他因素。距离估计技术还可以包括任何基于机器学习的算法或相关领域的普通技术人员可能已知的任何其他算法或技术。

监控系统200还可以包括光源230，该光源提供照明以使得成像设备220能够捕获高分辨率图像。例如，光源230可以是与成像设备220分开的部件，也可以形成成像设备220的一部分。光源230可以定位成向单元204的边缘206和壳体210上的参考标记215提供照明。另外，光源230可以提供任何波长的光。例如，如果成像设备220捕获人类可见光谱内的图像，则光源230可以提供人类可见光谱的光。类似地，如果成像设备220捕获红外光谱内的图像，则光源230可以提供红外光谱内的光。另选地或除此之外，光源230可以提供多种不同波长的光，和/或可以基于成像设备的运行和/或能力选择性地激活。

在其他实施例中，监控系统200可以不包括光源230。替代地，壳体210可以包括一个或多个开口或可以至少部分地由半透明或透明材料形成，这允许来自环境的光进入壳体210。例如，壳体210的环境可以包括自然光（例如来自太阳）、环境光（例如来自与监控系统200所位于的结构、装置或位置相关联的一个或多个光源）和/或来自与监控系统200相关联的其他光源的光（例如，其上设置有监控系统200的交通工具、系统、机器、装置、仪器、设备或物体上的其他光源）。

此外，监控系统200可以包括温度传感器240。温度传感器240可以是能够提供与电源202、电源202的各单元204和/或壳体210的温度相关的数据的任何合适的传感器。温度传感器240可以设置在电源202上，如图2所示。另选地，温度传感器240可以设置在电源202、一个或多个单元204和/或壳体210之内或之上的任何其他位置。此外，可以提供多于一个温度传感器240，和/或多个温度传感器240可以与电源202的每个相应单元204的温度相关联并提供与其相关的数据。

可以利用由一个或多个温度传感器240提供的温度数据来对电源202的单元204在运行期间（例如，在充电和/或放电期间）的所确定的尺寸或尺寸变化进行校正。例如，电源202的一个或多个单元204可能在充电期间经历热应变，例如因温度升高引起的物理尺寸增加。同样，电源202的一个或多个单元204可能在放电期间经历热应变，例如因温度降低引起的物理尺寸减少。在其他实施例中，热应变可以逆转，例如，放电期间因温度升高引起的物理尺寸增加，和/或充电期间因温度降低引起的物理尺寸减少。

可以通过经验方法、通过参考包括电源的单元的热应变的数据存储、和/或参考与电源材料的热性质相关联的信息来确定电源202的一个或多个单元204的与特定温度或温度变化相关联的物理尺寸的变化。

一般来讲，电源202的单元204的热应变可以是各向同性的，使得单元204在所有方向上因温度变化而经历基本上相等的物理尺寸变化，这与因单元204内的嵌入引起的物理尺寸的各向异性变化不同，如本文所述。因此，在其他实施例中，作为对一个或多个温度传感器240的替代或补充，可以在与因单元204内的嵌入引起的物理尺寸的各向异性变化方向不同的方向上，使用成像设备来测量因热应变引起的单元204的物理尺寸变化。例如，可以使用成像设备来捕获与本文所述的边缘206正交的单元204的不同边缘以及也与本文所述的参考标记215类似地正交的相应的相关联的参考标记，以确定沿着与因嵌入引起的物理尺寸的各向异性变化的方向正交的方向的因热应变引起的单元204的尺寸变化。然后，可以针对如在正交方向上所测量的因热应变引起的任何尺寸变化，校正因嵌入引起的单元204的所确定的尺寸或尺寸变化。

在其他实施例中，作为一个或多个温度传感器240的替代或补充，成像设备220或附加成像设备可以捕获红外光谱中的一个或多个图像。基于所捕获的红外图像，可以确定单元204的温度或温度变化。然后，可以基于使用成像设备捕获的红外图像所确定的温度或温度变化引起的热应变来校正因嵌入引起的单元204的所确定的尺寸或尺寸变化。

在一些实施例中，如本文所述，可以使用温度传感器240或基于使用成像设备220获得的热图像来提供与壳体210（例如，邻近参考标记215）的材料的温度相关的数据。可以进一步使用壳体210的温度来校正单元204的所确定的尺寸或尺寸变化，以解释壳体材料和相关联的参考标记215所经历的热应变。例如，壳体210和相关联的参考标记215可能因温度升高而膨胀而因温度降低而收缩。通过确定并校正壳体材料所经历的热应变以及电源202所经历的热应变，可以更准确且更可靠地确定因嵌入引起的单元204的尺寸变化。

此外，壳体210可以由选择为具有与电源202的材料的组合热性质基本上类似的热特性的材料形成。以这种方式，壳体210和相关联的参考标记215响应于温度变化的膨胀和收缩可以与电源202的单元204响应于相同温度或温度变化的膨胀或收缩处于基本上相同的速率。因此，可能不必使用本文所述的方法和结构来校正因温度变化引起的电源202和/或壳体210的尺寸变化，因为使用成像设备基于单元204的边缘206相对于参考标记215来确定的尺寸变化可能已经基本上固有地针对热应变进行了校正，因为相关部件中的每一个的相关联的热应变可以大致相同。

再次参考图2，图2示出了由壳体210的底表面支撑的电源202的底部。因此，可以使用壳体210的底表面作为参考表面或耦合平面来测量任何尺寸或尺寸变化，并且单元204的边缘206和参考标记215相对于参考表面膨胀和收缩。然而，在其他实施例中，单元204可以在电源202内的任何其他层、位置或耦合平面处附接或耦合到壳体210的参考表面。例如，作为对电源202的底表面的替代，边缘206-3可以附接或耦合到壳体210，使得边缘206-1、206-2和相关联的相应参考标记215-1、215-2在相对于与边缘206-3相关联的参考表面或耦合平面的方向上膨胀和收缩，并且边缘206-4、206-5和相关联的相应参考标记215-4、215-5在相对于与边缘206-3相关联的参考表面或耦合平面相反的方向上膨胀和收缩。类似地，电源202的任何其他层或表面可以附接或耦合到壳体210，从而用作可以根据其确定单元204的尺寸或尺寸变化的参考表面或耦合平面。

在其他实施例中，监控系统200可以不在壳体210上包括任何参考标记215，并且电源202可以包括在所捕获的图像内可识别的仅一个边缘（例如，边缘206-1）。在这样的实施例中，可以根据使用成像设备220所捕获的图像确定电源202整体的尺寸或尺寸变化。可以基于与电源202相关联的已知物理性质、材料性质、化学性质、电性质和/或热性质，与成像设备220相关联的已知物理性质、成像性质和/或热性质，和/或成像设备220相对于电源202的距离、位置和/或取向来确定电源202的物理尺寸。除此之外或另选地，可以基于成像设备220所捕获的两个或更多个图像的比较来确定电源202的物理尺寸或尺寸变化。

图3是根据一种实施方式的另一个电源监控系统300的示意图。监控系统300可以利用如本文所述的应变测量技术，以便确定电源的电荷状态和/或健康状态。例如，监控系统300可以包括一个或多个保持器303（例如，带、条带、夹具等），该一个或多个保持器将电源202的电化学单元204保持在一起并且可以向单元204施加目标电压以在其间导电。此外，监控系统300可以包括一个或多个应变仪305，以测量电源202的一个或多个单元204的尺寸和/或位移，这些应变仪305可以与控制系统110（例如飞行器控制系统）通信（经由有线或无线通信）。

电源监控系统300还可以包括本文所述的关于图2中所示的电源监控系统200的任何或所有特征。例如，如本文所述，监控系统300可以包括具有多个堆叠的电化学单元204的电源202，该电源可以定位在插座或壳体210内，并且监控系统300可以包括温度传感器240，该温度传感器可以与控制系统110（例如飞行器控制系统）通信（经由有线或无线通信）。电源202、堆叠的电化学单元204、壳体210和温度传感器240可以包括本文所述的关于图2中所示的相同或相似部件的任何或所有特征。此外，尽管图3未示出单元204的边缘206、壳体210上的参考标记215、成像设备220或光源230，但在一些实施例中，可以将本文参考图2和图3所述的结构和方法相结合，使得可以同时或替代地使用利用了光学估计技术和应变测量技术两者的组合式监控系统来监控电源202的单元204的尺寸或尺寸变化，该组合可以提供更高的精度、可靠性和/或冗余。

再次参考图3，监控系统300可以包括一个或多个保持器303，该一个或多个保持器将单元204保持在一起并且可以向单元204施加目标压力。尽管未在图2中示出，但图2中所示的单元204也可以通过一个或多个保持器303以类似的方式保持在一起。可以确定目标压力，以便在电源202的各个单元204之间提供一致的电连接和/或导电性，以便电源202作为一个整体正常运行。保持器303可以由任何材料（例如，塑料、金属或其他材料）制成，可以保持单元204和/或向单元204施加目标电压。此外，保持器303可以是顺应性的、挠性的和/或弹性的，使得当随着单元204在充电或放电期间膨胀和/或收缩，施加到单元204的压力可以基本上保持在目标压力或接近目标压力。尽管图3中仅示出了两个保持器303，但在监控系统200、300中可以利用任何其他数量、形状或大小的保持器303。

一个或多个保持器303可以包括一个或多个应变仪305，以测量保持器303的尺寸或尺寸变化，从而测量单元204的尺寸或尺寸变化。如图3所示，保持器303-1可以包括应变仪305-1以测量保持器303-1的尺寸变化，而保持器303-2可以包括应变仪305-2以测量保持器303-2的尺寸变化。除此之外或另选地，单元204中的一个或多个可以包括应变仪305以测量每个相应单元204的尺寸变化。如图3所示，单元204-1、204-2、204-3、204-4、204-5可以各自包括相应的应变仪305-3、305-4、305-5、305-6、305-7以测量每个相应单元204-1、204-2、204-3、204-4、204-5的尺寸变化。

应变仪可以是配置为测量应变仪所应用或附接到的对象的应变的任何设备。应变仪可以包括在挠性基板上以某一图案形成的电导体，例如金属箔或导电条。例如，电导体可以形成为在挠性基板的顶表面上来回延展并且彼此相邻的平行线的图案。挠性基板的底表面可以包括粘合剂以将应变仪附接到待测量的对象。另选地，可以使用将应变仪附接到对象的其他方法。应变仪一般可以附接到对象，其中电导体的平行线基本上平行于对象上待测量的应变方向延展。

一般来讲，应变仪可以通过测量应变仪上的电导体内的电阻或电导的变化来测量应变，例如位移或尺寸变化。例如，当电导体被弹性地伸展时（即，应变仪所附接到的对象的物理尺寸增加时），应变仪的电阻将增加。同样，当电导体被弹性地压缩时（即，应变仪所附接到的对象的物理尺寸减少时），应变仪的电阻将减少。至少部分地基于应变仪的电导体的物理性质、电性质、热性质和/或材料性质和/或应变仪所应用于的保持器303和/或单元204的物理性质、材料性质、化学性质、电性质和/或热性质，可以基于因应变引起的电阻或电导的所测量的变化来确定物理尺寸和/或物理尺寸变化。

如本文参考图2所述，如图3所示的监控系统300还可以在电源202上、在单元204中的一个或多个上、和/或在壳体210之上或之内包括一个或多个温度传感器240，以提供与相应部件的温度有关的数据。可以利用由一个或多个温度传感器240提供的温度数据来对电源202的单元204在运行期间（例如，在充电和/或放电期间）的所确定的尺寸或尺寸变化进行校正。可以通过经验方法、通过参考包括电源的单元的热应变的数据存储、和/或通过参考与电源材料的热性质相关联的信息来确定电源202的一个或多个单元204的与特定温度或温度变化相关联的尺寸或尺寸变化。

一般来讲，电源202的单元204的热应变可以是各向同性的，使得单元204在所有方向上因温度变化而经历基本上相等的物理尺寸变化，这与因单元204内的嵌入引起的物理尺寸的各向异性变化不同，如本文所述。因此，在其他实施例中，作为对一个或多个温度传感器240的替代或补充，可以使用在与因单元204内的嵌入引起的物理尺寸的各向异性变化方向不同的方向上对齐的一个或多个应变仪305来测量因热应变引起的单元204的物理尺寸的变化。例如，应用于单元204中的一个或多个或电源202的一个或多个应变仪305可以在与因单元204内的嵌入引起的物理尺寸的各向异性变化的方向正交的方向上对齐。更具体地，旨在测量热应变的应变仪内的电导体的平行线可以基本上与旨在测量因单元204内的嵌入引起的物理尺寸的变化的应变仪内的电导体的平行线正交。至少基于来自对齐以测量热应变的一个或多个应变仪的应变测量值，可以针对如在正交方向上所测量的因热应变引起的任何尺寸变化来校正因嵌入而引起的单元204的所确定的尺寸或尺寸变化。

在其中将光学估计技术和应变测量技术相结合的其他实施例中，作为对一个或多个温度传感器240的替代或补充，成像设备220或另一成像设备可以捕获红外光谱中的一个或多个图像。基于所捕获的红外图像，可以确定单元204的温度或温度变化。然后，可以基于由于温度或温度变化而确定的热应变来校正因嵌入引起的单元204的所确定的尺寸或尺寸变化，该温度或温度变化根据使用成像设备所捕获的红外图像来确定。

图4是根据一种实施方式的电池的电荷状态序列400的示意图。图4示出使用本文参考图2所述的光学估计技术的序列400。然而，如参考图4所述的对物理尺寸或物理尺寸变化的确定基本上同样适用于本文参考图3所述的应变测量技术，但在替代实施例中，利用应变仪305作为对边缘206、参考标记215和成像设备220的替代或补充。

图4示意性地示出了在三个不同时间（例如，时间1、时间2和时间3）以及在三个不同的相应温度下（例如，温度1、温度2和温度3），壳体210内的电源202的电化学单元204的物理尺寸的示例性捕获图像。在时间1和温度1示出的单元204可以处于参考的、理想的或环境位置，其中每个单元204-1、204-2、204-3、204-4、204-5的每个边缘206-1、206-2、206-3、206-4、206-5与相应的参考标记215-1、215-2、215-3、215-4、215-5对齐。

在时间2和温度2，其可以是比时间1更晚的时间和比温度1更高的温度，在一些实施例中，电源202的单元204可能已进行了充电，从而因单元204内的嵌入引起物理尺寸从在时间1和温度1所示的物理尺寸开始增加。因此，每个单元204-1、204-2、204-3、204-4、204-5的每个边缘206-1、206-2、206-3、206-4、206-5可能不再与其相应的参考标记215-1、215-2、215-3、215-4、215-5对齐，即，每个单元204的物理尺寸增加了一定量，该量可以通过计算边缘206相对于参考标记215和/或相对于边缘206的先前确定的位置的位置变化来确定。

至少部分地基于电源202的单元204的物理尺寸或物理尺寸变化，可以确定单元204的电荷状态。例如，如果单元204的物理尺寸已经凭经验确定为或者以其他方式已知为从0%电荷状态到100%电荷状态表现出约5%的线性增加，则物理尺寸从时间1到时间2的所确定的1%增加可以与电荷状态的20%增加相关。另外，如果单元204的物理尺寸已经凭经验确定为或者以其他方式已知为从0%电荷状态到100%电荷状态表现出约5%的线性增加并且单元204的物理尺寸在0%电荷状态下是已知的，则所确定的物理尺寸比在0%电荷状态下的已知物理尺寸大2%可以与当前电荷状态的40%相关。同样，可以将在单元的不同相对电荷状态下的任何其他已知物理尺寸与经验确定的或已知的物理尺寸变化结合使用，以将所确定的物理尺寸与当前的电荷状态相关。

类似地，在时间3和温度3，其可以是比时间1或时间2更晚的时间以及比温度1或温度2更低的温度，在一些实施例中，电源202的单元204可能已进行了放电，从而因单元204内的嵌入引起物理尺寸从在时间1和温度1或时间2和温度2所示的物理尺寸开始减少。因此，每个单元204-1、204-2、204-3、204-4、204-5的每个边缘206-1、206-2、206-3、206-4、206-5可能不再与其相应的参考标记215-1、215-2、215-3、215-4、215-5对齐，即，每个单元204的物理尺寸减少了一定量，该量可以通过计算边缘206相对于参考标记215和/或相对于边缘206的先前确定的位置的位置变化来确定。

至少部分地基于电源202的单元204的物理尺寸或物理尺寸变化，可以确定单元204的电荷状态。例如，如果单元204的物理尺寸已经凭经验确定为或者以其他方式已知为从100%电荷状态到0%电荷状态表现出约4%的线性减少，则物理尺寸从时间1到时间3的所确定的1%减少可以与电荷状态的25%减少相关。另外，如果单元204的物理尺寸已经凭经验确定为或者以其他方式已知为从100%电荷状态到0%电荷状态表现出约4%的线性减少并且单元204的物理尺寸在100%电荷状态下是已知的，则所确定的物理尺寸比在100%电荷状态下的已知物理尺寸小2%可以与当前电荷状态的50%相关。同样，可以将在单元的不同相对电荷状态下的任何其他已知物理尺寸与经验确定的或已知的物理尺寸变化结合使用，以将所确定的物理尺寸与当前的电荷状态相关。

与图像捕获时间（例如时间1、时间2和时间3）相关联的温度（例如温度1、温度2和温度3）中的每一个，如图4所示，可以使用本文描述的任何结构和方法来确定。例如，可以使用一个或多个温度传感器240或根据使用红外成像设备或热成像传感器所捕获的红外或热成像数据来确定温度。基于所确定的温度和/或温度的变化，可以基于所确定的温度和/或温度变化（例如，在温度1和温度2之间或在温度1和温度3之间）来校正所确定的物理尺寸和/或物理尺寸变化。此外，如本文所述，可以使用成像设备或应变仪来确定因沿着与因嵌入引起的物理尺寸的各向异性变化的方向正交的方向的热应变引起的单元204的尺寸变化，并且因嵌入引起的所确定的物理尺寸和/或物理尺寸变化可以基于因热应变引起的所确定的尺寸变化来校正。

此外，可以通过比较两个或更多个单元204的物理尺寸随时间的相应变化来确定电源202的一个或多个单元204的健康状态。例如，如图4所示，可以在时间1和温度1与时间2和温度2之间确定两个或更多个单元204的相对健康状态。以单元204-2和204-3为例，如果单元204从时间1到时间2经历充电操作，则单元204-2的物理尺寸可以被确定为在所示单元204中具有最大相对增加，而单元204-3的物理尺寸可以被确定为具有最小相对增加。因此，可以确定单元204-2在所示单元204中具有最低的相对健康状态，而单元204-3具有最高的相对健康状态。更具体地，单元204-2可以具有最低的相对容量，因为单元204-2可以比其他示出的单元204更快地达到完全充电状态，而单元204-3可以具有最高的相对容量。也可以通过这种比较随时间确定与单元健康状态有关的其他参数，例如电阻、阻抗、电导、电压等。

作为附加实例，如图4所示，可以在时间1和温度1与时间3和温度3之间确定两个或更多个单元204的相对健康状态。再次以单元204-2和204-3为例，如果单元204从时间1到时间3经历放电操作，则单元204-2的物理尺寸可以被确定为在所示单元204中具有最大相对减少，而单元204-3的物理尺寸可以被确定为具有最小相对减少。因此，可以确定单元204-2在所示单元204中具有最低的相对健康状态，而单元204-3具有最高的相对健康状态。更具体地，单元204-2可以具有最低的相对容量，因为单元204-2可以比其他示出的单元204更快地达到零充电状态，而单元204-3可以具有最高的相对容量。也可以通过这种比较随时间确定与单元健康状态有关的其他参数，例如电阻、阻抗、电导、电压等。

此外，如果具有理想规格的单元的物理尺寸和/或物理尺寸变化是凭经验确定和/或以其他方式已知的，则可以随时间确定单元的物理尺寸、物理尺寸变化和/或电荷状态并将其与具有理想规格的单元的凭经验确定的或已知的尺寸和/或尺寸变化相比较，以相对于理想规格确定单元的当前健康状态。另外，可以通过与单元的尺寸或尺寸变化的先前或历史确定（其可以存储在一个或多个数据存储中）进行比较来确定单元的健康状态。

图5a至图5b是示出根据一个实施方式的示例性电池电荷状态监控过程500的流程图。过程500可以通过指示成像设备在第一时间捕获电池的电化学单元的第一图像开始，如在502处所示。例如，所捕获的第一图像可以包括电池的一个或多个边缘以及壳体上的一个或多个相应的相关联的参考标记。然后，可以使用一种或多种图像识别技术来处理第一图像，以识别电化学单元的边缘以及与所识别的边缘相关联的参考标记，如在504处所示。在识别第一图像中的边缘和相关联的参考标记时，可以使用一种或多种距离估计技术来确定边缘相对于相关联的参考标记的第一位置，如在506处所示。

过程500还可以在第一时间接收和/或确定电化学单元的第一温度，如在508处所示。如本文所述，可以使用温度传感器或根据使用红外成像设备或热成像传感器所捕获的红外或热成像数据来确定第一温度。然后，可以至少部分地基于第一温度来确定因热应变引起的尺寸变化。除此之外或另选地，可以如本文所述使用成像设备测量与因嵌入引起的各向异性变化方向正交的方向上的尺寸变化来确定因热应变引起的尺寸变化。

至少部分地基于所确定的第一位置和/或第一温度，可以确定电化学单元的电荷状态，如在510处所示。例如，可以校正边缘相对于相关联的参考标记的第一位置以解释第一温度下的热应变。然后，可以基于校正的第一位置，例如，基于单元的经验数据、基于单元的电荷状态的一个或多个先前确定、和/或基于与单元的性质相关的其他信息来确定电化学单元的电荷状态。

过程500可以通过确定是否捕获并处理电池的电化学单元的任何后续图像来继续，如在512处所示。如果电池的监控完成或以其他方式停止，则过程500可以结束，如在530处所示。

然而，如果要继续监控电池，则过程500可以通过指示成像设备在后续时间捕获电池的电化学单元的后续图像来继续，如在514处所示。例如，所捕获的后续图像可以包括电池的一个或多个边缘以及壳体上的一个或多个相应的相关联的参考标记。然后，可以使用一种或多种图像识别技术来处理后续图像以识别电化学单元的边缘和与所识别的边缘相关联的参考标记，如在516处所示。在识别后续图像中的边缘和相关联的参考标记时，可以使用一种或多种距离估计技术来确定边缘相对于相关联的参考标记的后续位置，如在518处所示。然后，过程500可以确定电化学单元的所识别的边缘的连续位置之间的位置变化，如在520处所示。例如，可以在后续位置和第一位置之间和/或在连续的后续位置之间确定位置变化。

过程500还可以在后续时间接收和/或确定电化学单元的后续温度，如在522处所示。如本文所述，可以使用温度传感器或根据使用红外成像设备或热成像传感器所捕获的红外或热成像数据来确定后续温度。过程500还可以确定电化学单元的连续温度之间的温度变化，如在524处所示。例如，可以在后续温度和第一温度之间和/或在连续的后续温度之间确定温度变化。然后，可以至少部分地基于后续温度或连续温度的变化来确定因热应变引起的尺寸变化。除此之外或另选地，可以如本文所述使用成像设备测量与因嵌入引起的各向异性变化方向正交的方向上的尺寸变化来确定因热应变引起的尺寸变化。

至少部分地基于所确定的位置、所确定的温度、所确定的位置变化和/或所确定的温度变化，可以确定电化学单元的电荷状态，如在526处所示。例如，可以校正边缘相对于相关联的参考标记或相对于位置的一个或多个先前确定的所确定的位置或位置变化，以解释在所确定的温度下或因所确定的温度变化引起的热应变。然后，可以基于校正的确定的位置或校正的确定的位置变化，例如，基于电池的经验数据、基于单元的电荷状态的一个或多个先前确定、和/或基于与单元性质相关的其他信息来确定电化学单元的电荷状态。

过程500可以通过确定是否捕获并处理电池的电化学单元的任何另外的后续图像来继续，如在528处所示。如果电池的监控完成或以其他方式停止，则过程500可以结束，如在530处所示。然而，如果要继续监控电池，则过程500可以返回到514。

尽管图5a至图5b主要涉及使用光学估计技术来确定电池的电化学单元的电荷状态，但过程500也可以利用本文所述的应变测量技术。例如，可以修改过程500以接收并分析来自一个或多个应变仪的应变仪数据，作为对使用成像设备捕获图像的替代或补充，以便确定单元的物理尺寸或物理尺寸变化。另外，如本文所述，可以修改过程500以接收并分析来自一个或多个应变仪的应变仪数据，作为对使用成像设备捕获图像的替代或补充，以便确定在与因嵌入引起的各向异性尺寸变化的方向正交的方向上单元的热应变。然后，过程500可以使用本文所述的应变测量技术，至少部分地基于所确定的位置、所确定的温度、所确定的位置变化和/或所确定的温度变化来确定电化学单元的电荷状态。

图6a至图6b是根据一个实施方式的示出示例性电池健康状态监控过程600的流程图。过程600可以通过指示成像设备在第一时间捕获电池的电化学单元的第一图像开始，如在602处所示。例如，所捕获的第一图像可以包括电池的一个或多个边缘以及壳体上的一个或多个相应的相关联的参考标记。然后，可以使用一种或多种图像识别技术来处理第一图像以识别多个电化学单元的边缘和与所识别的边缘相关联的相应参考标记，如在604处所示。在识别第一图像中的边缘和相关联的相应参考标记时，可以使用一种或多种距离估计技术来确定所识别的边缘相对于相关联的相应参考标记的相应第一位置，如在606处所示。

过程600可以通过指示成像设备在第二时间捕获电池的多个电化学单元的第二图像继续，如在608处所示。例如，所捕获的第二图像可以包括电池的一个或多个边缘以及壳体上的一个或多个相应的相关联的参考标记。然后，可以使用一种或多种图像识别技术来处理第二图像以识别多个电化学单元的边缘和与所识别的边缘相关联的相应参考标记，如在610处所示。在识别第二图像中的边缘和相关联的相应参考标记时，可以使用一种或多种距离估计技术来确定所识别的边缘相对于相关联的相应参考标记的相应第二位置，如在612处所示。

过程600可以通过计算所确定的相应第一位置和所识别边缘的所确定的相应第二位置之间的多个单元中的每一个的位置的相应变化来继续，如在614处所示。然后，可以将多个单元中的每一个的位置的相应变化彼此进行比较，如在616处所示。例如，基于比较，可以确定多个单元中的第一单元在其相应的第一位置和第二位置之间经历了最大的位置变化。同样，可以确定多个单元中的第二单元在其相应的第一位置和第二位置之间经历了最小的位置变化。

另外，可以确定所有多个单元在其相应的第一位置和第二位置之间经历了大致相同的位置变化。此外，可以确定多个单元中的每个（或一部分）在其相应的第一位置和第二位置之间经历了不同的相应位置变化。

过程600可以通过确定多个单元是否从第一时间到第二时间进行充电来继续，如在618处所示。如果单元正在进行充电，则可以将多个单元中的在其相应的第一位置和第二位置之间经历最大位置增加的第一单元识别为具有最低的健康状态，如在620处所示。例如，第一单元的最大位置增加可以指示第一单元的容量减少，因为第一单元可以比其他类似单元或者与其理想规格相比更快地达到全电荷状态。同样，可以将多个单元中的在其相应的第一位置和第二位置之间经历最小位置增加的第二单元识别为具有最高的健康状态。例如，第二单元的最小位置增加可以指示第二单元的更高容量，因为第二单元可以比其他类似单元更慢地达到全电荷状态或者更接近其理想规格。

另外，如果所有多个单元在其相应的第一位置和第二位置之间经历了大致相同的位置增加，则可以确定所有单元具有相对类似的健康状态，指示电池的单元作为一个整体可能是平衡的。此外，如果多个单元中的每一个（或一部分）在其相应的第一位置和第二位置之间经历了不同的相应位置增加，则可以确定单元具有相对不同的健康状态，指示电池的单元作为一个整体可能是不平衡的。此后，过程600可以结束，如在624处所示。

返回到618，如果单元未进行充电（并因此正放电），则可以将多个单元中的在其相应的第一位置和第二位置之间经历最大位置减少的第一单元识别为具有最低的健康状态，如在622处所示。例如，第一单元的最大位置减少可以指示第一单元的容量减少，因为第一单元可以比其他类似单元或者与其理想规格相比更快地达到零电荷状态。同样，可以将多个单元中的在其相应的第一位置和第二位置之间经历最小位置减少的第二单元识别为具有最高的健康状态。例如，第二单元的最小位置减少可以指示第二单元的更高容量，因为第二单元可以比其他类似单元更慢地达到零电荷状态或者更接近其理想规格。

另外，如果所有多个单元在其相应的第一位置和第二位置之间经历了大致相同的位置减少，则可以确定所有单元具有相对类似的健康状态，指示电池的单元作为一个整体可能是平衡的。此外，如果多个单元中的每一个（或一部分）在其相应的第一位置和第二位置之间经历了不同的相应位置减少，则可以确定单元具有相对不同的健康状态，指示电池的单元作为一个整体可能是不平衡的。此后，过程600可以结束，如在624处所示。

尽管图6a至图6b主要涉及使用光学估计技术来确定电池的电化学单元的健康状态，但过程600也可以利用本文所述的应变测量技术。例如，可以修改过程600以接收并分析来自一个或多个应变仪的应变仪数据，作为对使用成像设备捕获图像的替代或补充，以确定单元的物理尺寸或物理尺寸变化。此外，利用光学估计技术或应变测量技术，可以修改过程600以使用本文描述的任何结构和方法来接收和/或确定温度数据并基于热应变校正所确定的物理尺寸或物理尺寸变化。

图7是示出根据一种实施方式的示例性电池监控频率确定过程700的流程图。过程700可以通过至少部分地基于电池的预期运行持续时间确定捕获图像的第一频率来开始，如在702处所示。例如，如果期望电池运行30分钟，则第一频率可以设置为约每5-10秒一次。另选地或除此之外，第一频率的确定可以基于默认频率、电池的预期寿命、电池的年龄、交通工具的预期运行持续时间、系统、机器、装置、仪器、设备、使用了电池的物体、电池的一个或多个单元的电荷状态和/或健康状态的先前确定、电池的预期充电或放电速率、和/或其他因素。

过程700可以通过指示成像设备以第一频率捕获电池的电化学单元的图像来继续，如在704处所示。然后，如本文参考图5a至图5b所述，过程700可以基于所捕获的图像来确定电池的电化学单元的电荷状态，如在706处所示。然后可以确定单元的电荷状态中的一个或多个是否已经超过限定阈值，如在708处所示。如果否，则过程700可以返回704并继续指示成像设备以第一频率捕获图像。

如果在708处单元的电荷状态中的一个或多个已经超过限定阈值，则过程700可以至少部分地基于电荷状态来确定捕获图像的后续频率，如在710处所示。例如，如果电池正在放电并且电荷状态中的一个或多个已经超过电荷状态的限定阈值的25%，则可以将比第一频率更高的频率确定为后续频率。同样，如果电池正在充电并且电荷状态中的一个或多个已经超过电荷状态的限定阈值的75%，则可以将比第一频率更高的频率确定为后续频率。任何其他限定阈值、阈值数量以及监控频率的相关联的增加或减少也可以用本文描述的监控系统和方法来实现。

过程700可以通过指示成像设备以后续频率捕获电池的电化学单元的图像来继续，如在712处所示。然后，如本文参考图5a至图5b所述，过程700可以基于所捕获的图像来确定电池的电化学单元的电荷状态，如在714处所示。然后可以确定是否应该停止监控电池，如在716处所示。如果是，则可以结束对电池的监控，如在720处所示。

然而，如果要继续监控电池，则可以确定单元的电荷状态中的一个或多个是否已经超过另一个限定阈值，如在718处所示。如果否，则过程700可以返回712并继续指示成像设备以先前确定的后续频率捕获图像。如果在718处电荷状态已经超过了另一个限定阈值，则过程700可以返回到710，并且至少部分地基于电荷状态来确定捕获图像的新的后续频率。

使用本文所述的过程700，监控电池的电化学单元的频率可以根据电池的一个或多个单元的电荷状态而随时间变化。例如，监控频率可以随着单元的电荷状态减少而增加或减少，监控频率也可以随着单元的电荷状态增加而增加或减少，和/或监控频率可以在电荷状态的极端范围内更高（例如，更接近完全充电或更接近完全放电），并且可以在电荷状态的中间范围处更低（例如，更接近50%的电荷状态）。另外，还可以使用改变单元的监控频率的其他方法。此外，可以由控制系统或系统的操作员例如响应于某些事件，在电池的特定运行模式下，自动地、半自动地或手动地选择或命令监控频率，同时响应于电源、电源监控系统、控制系统或其他使用电池的系统内的误差进行测试或评估。

除此之外或另选地，虽然本文关于基于电荷状态和与电荷状态相关的限定阈值确定后续监控频率来描述过程700，但过程700还可以确定电化学单元的健康状态（如本文参考图6a至图6b所述）或单元的任何其他运行性质、电性质、化学性质、材料性质、热性质或物理性质。此外，限定阈值可以与单元的所确定的健康状态、或者单元的其他运行性质、电性质、化学性质、材料性质、热性质或物理性质（作为对与电荷状态相关的限定阈值的补充或替代）相关，并且可以基于健康状态中的一个或多个、或者单元的任何其他运行性质、电性质、化学性质、热性质、或物理性质、或它们的组合来确定后续监控频率。

此外，尽管图7a至图7b主要涉及使用光学估计技术来确定电池的电化学单元的监控频率，但过程700也可以利用本文所述的应变测量技术。例如，可以修改过程700以在所确定的频率下接收并分析来自一个或多个应变仪的应变仪数据，作为使用成像设备捕获图像的替代或补充，以便确定单元的电荷状态并相应地修改或调整监控频率。此外，利用光学估计技术或应变测量技术，可以修改过程700以使用本文描述的任何结构和方法来在所确定的频率下接收和/或确定温度数据，并基于热应变校正所确定的物理尺寸或物理尺寸变化。

图8是示出根据一种实施方式的示例性飞行器控制系统或控制器110的各种部件的框图。在各种实例中，框图可以说明可以用于实现上述各种系统和过程的飞行器控制系统110的一个或多个方面。尽管参考飞行器进行了描述，但本文描述的部件的全部或部分可以为其中可以实现本文描述的监控系统和对应方法的任何其他交通工具、系统、机器、装置、设备、仪器或物体形成控制系统或控制器110。

在所示实施方式中，飞行器控制系统110包括一个或多个处理器802，该一个或多个处理器经由输入/输出(i/o)接口810耦合到非暂态计算机可读存储介质820。飞行器控制系统110还可以包括电子速度控制器804、电源806和/或导航系统808。飞行器控制系统110还包括电源监控模块812、网络接口816和一个或多个输入/输出设备818。

在各种实施方式中，飞行器控制系统110可以为包括一个处理器802的单处理器系统，也可以为包括若干处理器802（例如，两个、四个、八个或另一个合适的数量）的多处理器系统。处理器802可以为能够执行指令的任何合适的处理器。例如，在各种实施方式中，处理器802可以为实现多个指令集架构(isa)中的任何一个的通用或嵌入式处理器，例如，x86、powerpc、sparc或mipsisa、或任何其他合适的isa。在多处理器系统中，每个处理器802可以共同但不一定实现相同的isa。

非暂态计算机可读存储介质820可以配置为存储可执行的指令、数据、电源数据和/或特性，包括电荷状态数据和/或历史、健康状态数据和/或历史、物理尺寸数据、尺寸变化数据、温度数据、成像数据、应变仪数据和/或处理器802可访问的其他数据项。在各种实施方式中，非暂态计算机可读存储介质820可以使用任何合适的存储器技术来实现，诸如，静态随机存取存储器(sram)、同步动态ram(sdram)、非易失性/闪存型存储器或任何其他类型的存储器。在所示的实施方式中，实现所需功能（诸如上述的那些）的程序指令和数据被示为分别作为程序指令822、数据存储824和电源数据826存储在非暂态计算机可读存储介质820中。在其他实施方式中，程序指令、数据和/或电源数据可以被接收、发送或存储在不同类型的计算机可访问介质诸如非暂态介质上，或者存储在与非暂态计算机可读存储介质820或飞行器控制系统110分开的类似介质上。

一般来讲，非暂态计算机可读存储介质可以包括存储介质或诸如磁介质或光学介质的存储器介质（例如，磁盘或cd/dvd-rom），其经由i/o接口810耦合到飞行器控制系统110。经由非暂态计算机可读介质存储的程序指令和数据可以通过传输介质或信号（诸如电信号、电磁信号或数字信号）来传输，这些传输介质或信号可以经由通信介质（诸如网络和/或无线链路）来传送，诸如可以经由网络接口816来实现。

在一种实施方式中，i/o接口810可以配置为协调处理器802、非暂态计算机可读存储介质820和任何外围设备、网络接口或其他外围接口（诸如输入/输出设备818）之间的i/o流量。在一些实施方式中，i/o接口810可以执行任何必要的协议、定时或其他数据变换，以将来自一个部件（例如，非暂态计算机可读存储介质820）的数据信号转换成适于由另一部件（例如，处理器802）使用的格式。在一些实施方式中，例如，i/o接口810可以包括对通过各种类型的外围总线（诸如外围部件互连(pci)总线标准的变体或通用串行总线(usb)标准）附接的设备的支持。在一些实施方式中，例如，i/o接口810的功能可以分成两个或更多个单独的部件（诸如北桥和南桥）。而且，在一些实施方式中，i/o接口810（诸如非暂态计算机可读存储介质820的接口）的一些或所有功能可以直接并入处理器802中。

电子速度控制器804与导航系统808通信，并调整每个推进机构的运行特性以沿着所确定的路径引导飞行器和/或执行其他导航操纵。导航系统808可以包括gps或可以用于将飞行器导航进/出某一位置的其他类似系统。

如上所述，飞行器控制系统110还可以包括与处理器802、非暂态计算机可读存储介质820、成像设备220、光源230、温度传感器240、应变仪305和/或用于监控电源806的电荷状态和/或健康状态的其他部件通信的电源监控模块812。

网络接口816可以配置为允许在飞行器控制系统110、附接到网络的其他设备（诸如其他计算机系统）、成像设备220、光源230、温度传感器240、应变仪305和/或其他交通工具、系统、机器、装置、仪器、设备或物体的控制系统之间交换数据。例如，网络接口816可以实现众多飞行器之间的无线通信。在各种实施方式中，网络接口816可以支持经由无线通用数据网络（诸如wi-fi网络）的通信。例如，网络接口816可以支持经由诸如蜂窝通信网络、卫星网络等的电信网络的通信。

在一些实施方式中，输入/输出设备818可以包括一个或多个显示器、图像捕获设备、热传感器、红外传感器、飞行时间传感器、加速度计、压力传感器、天气传感器等。多个输入/输出设备818可以由飞行器控制系统110呈现并控制。这些传感器中的一个或多个可以用于帮助监控电源的电荷状态和/或健康状态。

如图8所示，存储器可以包括程序指令822，这些程序指令可以配置为实现上述示例性过程和/或子过程。数据存储824可以包括用于维护数据项的各种数据存储，这些数据项可以被提供用于监控电源的电荷状态和/或健康状态。例如，电源数据826和/或数据存储824可以包括电荷状态数据和/或历史、健康状态数据和/或历史、温度数据、成像数据、应变仪数据等。

电源数据826和/或数据存储824还可以包括与材料性质、化学性质、热性质、电性质和/或物理性质相关的任何数据、运行特性、电荷状态、健康状态、理想规格、与这些性质和/或特性中的任一个相关的历史数据、尺寸数据、温度数据、和/或与电源202和/或电源202的各个单元204相关的其他数据。电源数据826和/或数据存储824还可以包括与材料性质、热性质和/或物理性质相关的数据、与这些性质和/或特性中的任一个相关的历史数据、尺寸数据、温度数据和/或与壳体210和/或保持器303相关的其他数据。此外，电源数据826和/或数据存储824还可以包括成像性质、热性质和/或物理性质、运行特性、与这些性质和/或特性中的任一个相关的历史数据、尺寸数据、温度数据和/或与成像设备220和/或光源230相关的其他数据。此外，电源数据826和/或数据存储824还可以包括与材料性质、热性质、电性质和/或物理性质相关的数据、运行特性、与这些性质和/或特性中的任一个相关的历史数据、尺寸数据、温度数据和/或与温度传感器240和/或应变仪305相关的其他数据。

在各种实施方式中，可以将本文示出的包括在一个或多个数据存储中的参数值和其他数据与未描述的其他信息相结合，或者可以以不同的方式划分为更多、更少或不同的数据结构。在一些实施方式中，数据存储可以物理地定位在一个存储器中，或者可以分布在两个或更多个存储器中。

可以通过本文描述的架构或其他架构来实现本文描述的每个过程。这些过程被示为逻辑流程中的框集合。一些框表示可以用硬件、软件或其组合实现的操作。在软件的上下文中，框表示存储在一个或多个计算机可读介质上的计算机可执行指令，当这些指令由一个或多个处理器执行时，执行所述操作。一般来讲，计算机可执行指令包括执行特定功能或实现特定抽象数据类型的例程、程序、对象、部件、数据结构等。

计算机可读介质可以包括非暂态计算机可读存储介质，其可以包括硬盘驱动器、软盘、光盘、cd-rom、dvd、只读存储器(rom)、随机存取存储器(ram)、eprom、eeprom、闪存存储器、磁卡或光卡、固态存储设备或适用于存储电子指令的其他类型的存储介质。另外，在一些实施方式中，计算机可读介质可以包括暂态计算机可读信号（以压缩或未压缩形式）。无论是否使用载波来调制，计算机可读信号的实例包括但不限于承载或运行计算机程序的计算机系统可以配置为访问的信号，包括通过互联网或其他网络下载的信号。最后，描述这些操作的顺序不旨在解释为限制，并且可以将任何数量的所描述的操作以任何顺序和/或并行地相结合以实现该过程。另外，这些操作中的一个或多个可以认为是任选的和/或不与其他操作一起使用。

本领域技术人员将理解，飞行器控制系统110仅仅是例示性的，并不旨在限制本公开的范围。具体地，计算系统和设备可以包括可以执行所指示功能的硬件或软件的任何组合，包括计算机、网络设备、互联网器件、pda、无线电话、寻呼机等。飞行器控制系统110也可以连接到未示出的其他设备，或者可以作为独立系统操作。另外，在一些实施方式中，由所示部件提供的功能可以组合在更少的部件中或分布在附加部件中。类似地，在一些实施方式中，可以不提供一些所示部件的功能和/或可以使用其他附加功能。

本领域技术人员还将理解，虽然各种项被示为在使用时存储在存储器或存储中，但是这些项或它们的一部分可以在存储器和其他存储设备之间传送，以用于存储器管理和数据完整性。另选地，在其他实施方式中，一些或所有软件部件可以在另一设备上的存储器中执行并且与所示的飞行器控制系统110通信。系统部件或数据结构中的一些或全部（例如，作为指令或结构化数据）也可以存储在非暂态计算机可访问介质或便携式制品上，以便由适当的驱动器读取，其各种实例如上所述。在一些实施方式中，存储在与飞行器控制系统110分离的计算机可访问介质上的指令可以经由传输介质或信号（诸如电信号、电磁信号或数字信号）传输到飞行器控制系统110，这些传输介质或信号经由通信介质（诸如网络和/或无线链路）来传送。各种实施方式可以进一步包括在计算机可访问介质上接收、发送或存储根据前述描述实现的指令和/或数据。因此，本文描述的技术可以用其他控制系统配置来实践。

本领域技术人员将理解，在一些实施方式中，由上面讨论的过程和系统提供的功能可以以替代方式提供，诸如在更多软件模块或例程之间分配或者合并到更少的模块或例程中。类似地，在一些实施方式中，所示出的过程和系统可以提供比所描述的更多或更少的功能，诸如当其他所示过程分别缺少或包括这样的功能时，或者当提供的功能的数量被改变时。另外，虽然各种操作可以被示出为以特定方式（例如，串行或并行）和/或以特定顺序执行，但本领域技术人员将理解，在其他实施方案中，操作可以以其他顺序和其他方式执行。本领域技术人员还将理解，上面讨论的数据结构可以以不同的方式构造，诸如通过将单个数据结构分成多个数据结构或者通过将多个数据结构合并成单个数据结构。类似地，在一些实施方式中，所示数据结构可以存储比所描述的更多或更少的信息，诸如当其他所示数据结构分别缺少或包括这样的信息时，或者当存储的信息的数量或类型被改变时。如附图中所示和如本文所述的各种过程和系统表示示例性实施方式。在其他实施方式中，过程和系统可以以软件、硬件或其组合来实现。类似地，在其他实施方式中，可以改变任何过程的顺序并且可以添加、重新排序、组合、省略、修改各种元件。

本文公开的实施方式可以包括电池监控系统。在一些实施方式中，该电池监控系统可以包括：电池，该电池包括多个堆叠单元；壳体，该壳体被配置为接纳电池，其中该电池的第一端耦合至壳体的安装表面，并且该壳体包括与电池的第一端相对的第二端相关联的至少一个参考标记；成像设备，该成像设备配置为捕获包括电池的第二端和至少一个参考标记的图像；以及控制器，该控制器与成像设备通信。在一些实施方式中，该控制器可以配置为至少：指示成像设备在第一时间捕获包括电池的第二端和至少一个参考标记的第一图像；至少部分地基于第一图像来确定电池的第二端相对于至少一个参考标记的第一位置；指示成像设备在第二时间捕获包括电池的第二端和至少一个参考标记的第二图像；至少部分地基于第二图像来确定电池的第二端相对于至少一个参考标记的第二位置；确定第一位置和第二位置之间的位置差；以及至少部分地基于位置差来计算电池的电荷状态。

任选地，该电池监控系统可以进一步包括温度传感器，该温度传感器配置为感测电池的温度。任选地，控制器可以进一步配置为至少：在第一时间从温度传感器接收电池的第一温度；在第二时间从温度传感器接收电池的第二温度；以及确定第一温度和第二温度之间的温度差，其中至少部分地基于温度差来进一步计算电池的电荷状态。任选地，该壳体可以进一步包括多个参考标记，该多个参考标记中的每个参考标记与电池的多个堆叠单元中的相应单元相关联。任选地，第一图像可以在第一时间包括多个堆叠单元和多个参考标记，而第二图像可以在第二时间包括多个堆叠单元和多个参考标记。任选地，该控制器可以进一步配置为至少：至少部分地基于第一图像来确定多个堆叠单元中的每一个相对于多个参考标记中的相应参考标记的相应第一位置；至少部分地基于第二图像来确定多个堆叠单元中的每一个相对于多个参考标记中的相应参考标记的相应第二位置；确定多个堆叠单元中的每一个在相应第一位置和相应第二位置之间的相应位置差；以及至少部分地基于相应位置差来计算多个堆叠单元中的每一个的相应电荷状态。

本文公开的实施方式可以包括一种监控装置。在一些实施方式中，该监控装置可以包括：电源，该电源包括至少一个电化学单元；插座，该插座配置为接纳电源，其中至少一个电化学单元耦合至插座；成像设备，该成像设备配置为捕获至少一个电化学单元的图像；以及控制器，该控制器与成像设备通信。在一些实施方案中，控制器可以配置为至少：指示成像设备在第一时间捕获至少一个电化学单元的第一图像；至少部分地基于第一图像来确定至少一个电化学单元的第一尺寸；以及至少部分地基于第一尺寸来计算电源的电荷状态或健康状态中的至少一个。

任选地，控制器可以进一步配置为至少：指示成像设备在第二时间捕获至少一个电化学单元的第二图像；至少部分地基于第二图像来确定至少一个电化学单元的第二尺寸；以及确定第一尺寸和第二尺寸之间的尺寸变化，其中至少部分地基于尺寸变化来进一步计算电源的电荷状态或健康状态中的至少一个。任选地，该监控装置可以进一步包括温度传感器，该温度传感器配置为感测电池的温度。任选地，控制器可以进一步配置为至少：在第一时间从温度传感器接收至少一个电化学单元的第一温度，其中至少部分地基于第一温度来进一步计算电源的电荷状态或健康状态中的至少一个。任选地，控制器可以进一步配置为至少：在第二时间从温度传感器接收至少一个电化学单元的第二温度；以及确定第一温度和第二温度之间的温度差，其中至少部分地基于温度差来进一步计算电池的电荷状态或健康状态中的至少一个。任选地，成像设备可以包括热成像传感器，并且控制器可以进一步配置为至少：在第一时间至少部分地基于从热成像传感器所接收的热成像数据来确定至少一个电化学单元的第一温度，其中至少部分地基于第一温度来进一步计算电源的电荷状态或健康状态中的至少一个。任选地，插座的至少一部分可以包括至少一个参考标记，其中插座的至少一部分由具有与电源的热膨胀系数类似的热膨胀系数的材料制成，并且其中由成像设备在第一时间捕获的第一图像包括至少一个电化学单元和至少一个参考标记。任选地，电源可以包括多个堆叠的电化学单元，并且插座可以包括多个参考标记，其中多个参考标记中的每个参考标记与多个堆叠的电化学单元中的相应电化学单元相关联。任选地，电源可以在与多个堆叠的电化学单元中的至少一个电化学单元相邻的耦合平面处耦合至插座，其中相对于耦合平面并且至少部分地基于相应参考标记来确定多个堆叠的电化学单元中的每个电化学单元的相应第一尺寸。任选地，该控制器可以进一步配置为至少：至少部分地基于相应参考标记来确定多个堆叠的电化学单元中的每一个的相应第一尺寸；以及至少部分地基于多个堆叠的电化学单元的相应第一尺寸的比较来确定多个堆叠的电化学单元中的至少一个的相应健康状态。任选地，成像设备可以包括具有微距镜头和光源的高分辨率相机，其中光源配置为发射可见光或红外光中的至少一种。

本文公开的实施方式可以包括一种计算机实现的方法，该方法包括：指示成像设备在第一时间捕获电源的第一图像，其中电源包括至少一个电化学单元；至少部分地基于第一图像来确定至少一个电化学单元的第一尺寸；以及至少部分地基于第一尺寸来计算至少一个电化学单元的电荷状态或健康状态中的至少一个。

任选地，计算机实现的方法可以进一步包括：指示成像设备在第二时间捕获电源的第二图像；以及至少部分地基于第二图像确定至少一个电化学单元的第二尺寸，其中至少部分地基于第一尺寸和第二尺寸之间的差来进一步计算至少一个电化学单元的电荷状态或健康状态中的至少一个。任选地，计算机实现的方法可以进一步包括使用温度传感器或热成像传感器中的至少一个在第一时间确定至少一个电化学单元的第一温度，其中至少部分地基于第一温度来进一步计算至少一个电化学单元的电荷状态或健康状态中的至少一个。任选地，可以指示成像设备在至少一个电化学单元的运行期间以确定的频率捕获电源的多个图像。任选地，确定的频率可以至少部分地基于至少一个电化学单元的预期运行持续时间。任选地，确定的频率可以至少部分地基于至少一个电化学单元的电荷状态或健康状态中的至少一个而变化。

从前述内容可以理解，尽管本文出于例示的目的已经描述了特定实施方式，但在不脱离所附权利要求的精神和范围以及其中所述特征的情况下，可以进行各种修改。另外，虽然某些方面在下面以某些权利要求的形式给出，但发明人考虑了任何可用的权利要求形式的各个方面。例如，虽然当前可能仅将一些方面列举为体现在计算机可读存储介质中，但其他方面同样可以如此体现。可以进行各种修改和改变，这对于受益于本公开的本领域技术人员来说是显而易见的。本公开旨在包含所有这些修改和变化，因此，以上描述应视为是例示性的而不是限制性的。