红外传感器的成像装置及空调器的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及红外成像技术领域，特别涉及一种红外传感器的成像装置及空调器。
【背景技术】
[0002]任何温度在绝对零度以上的物体，都会因自身的分子运动而辐射出红外线。通过红外探测器将物体辐射的功率信号转换成电信号后，成像装置的输出信号就可以完全一一对应地模拟扫描物体表面温度的空间分布，经电子系统处理，传至显示屏上，得到与物体表面热分布相应的热像图。运用这一方法，便能实现对目标进行远距离热状态图像成像和测温并进行分析判断。目前，红外测温仪和红外热像仪被广泛应用电厂、钢厂、大型机床、以及电力巡检、森林防火以及家用电器等多个领域。
[0003]目前在家用电器领域大多使用低成本的阵列式传感器(例如8x8、16x4阵列)，这种阵列式传感器分辨率较低，难以满足实际应用需求。为了扩大探测范围，传统的做法是把传感器安装在转动机构上，通过扫描方式进行成像。例如相关技术公开了一种空调室内机，其中包括了带有红外传感器的智慧眼组件。该智慧眼组件包括传感器、安装件、传动盘和电机。电机通过传动机构连接红外传感器，带动红外传感器在水平方向上的一定范围内来回扫描。这样虽然能够扩大视野，但是仍然不能提高成像分辨率，特别是无法垂直方向上的分辨率，导致热源信息不够准确。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型旨在至少在一定程度上解决上述相关技术中的技术问题之一。
[0005]为此，本实用新型的一个目的在于提出一种红外传感器的成像装置，该装置提高了根据温度数据生成的热像图的分辨率，进而提供更加准确的热源信息。
[0006]本实用新型的第二个目的在于提出一种空调器。
[0007]为了实现上述目的，本实用新型第一方面提出了一种红外传感器的成像装置，包括:红外传感器阵列，其中，所述红外传感器阵列相对于竖直方向倾斜设置;驱动所述红外传感器阵列转动的驱动器；以及控制器，所述控制器用于控制所述驱动器并获取所述红外传感器阵列生成的温度数据，以及根据所述温度数据生成热图像。
[0008]根据本实用新型的红外传感器的成像装置，将红外传感器阵列相对于竖直方向倾斜设置，使得在垂直方向上的扫描的像素增多，提高了根据温度数据生成的热像图的分辨率，进而提供更加准确的热源信息。
[0009]进一步地，所述控制器将所述温度数据映射到临时热图像中，并根据所述临时热图像生成所述热图像。
[0010]进一步地，通过以下公式将所述温度数据映射到临时热图像中:
[0011]x' =xcos0+ysin0+k5,
[0012]y' =ycos0-xsin0+h,
[0013]其中，x，y分别为红外传感器阵列原点的横坐标和纵坐标，x’，y’分别为临时热图像中的坐标，Θ为所述红外传感器阵列相对于所述竖直方向的倾斜角度，δ为所述驱动器的扫描间隔角度，k为所述驱动器驱动红外传感器阵列转动的步数，其中，k = 0，l，2......L，L
为所述驱动器在扫描范围内完成一遍扫描所需的总步数，h为所述红外传感器阵列的原点O与所述临时热图像的原点O’之间的距离。
[0014]进一步地，所述热图像和所述临时热图像具有多个网格，其中，当所述热图像中第i个网格的位置与所述临时热图像的第i个网格的位置重合时，将所述临时热图像的第i个网格对应的温度值作为所述热图像中的第i个网格的温度值；当所述热图像中第i个网格的位置与所述临时热图像的第i个网格的位置不重合时，获取所述临时热图像中所述第i个网格周边多个网格的温度值，并根据所述多个网格的温度值生成所述热图像中的第i个网格的温度值。
[0015]进一步地，所述红外传感器阵列相对于所述竖直方向的倾斜角度Θ为3-27°。
[0016]进一步地，所述驱动器的扫描间隔角度δ通过以下公式获得:δ= α??ηθ，其中，α为所述红外传感器阵列中每个像素的平均视角。
[0017]本实用新型第二方面还提出了一种空调器，包括:安装底座；红外传感器阵列，其中，所述红外传感器阵列相对于所述安装底座的垂直方向倾斜设置。
[0018]根据本实用新型的空调器，将红外传感器阵列相对于安装底座的垂直方向倾斜设置，使得在垂直方向上的扫描的像素增多，提高了根据温度数据生成的热像图的分辨率，进而提供更加准确的热源信息。
[0019]进一步地，所述红外传感器阵列相对于所述安装底座的垂直方向的倾斜角度Θ为3-27。。
[0020]进一步地，当所述红外传感器阵列为8*8的阵列时，所述红外传感器阵列相对于所述安装底座的垂直方向的倾斜角度Θ为5-9°。
[0021]进一步地，当所述红外传感器阵列为16*4的阵列时，所述红外传感器阵列相对于所述安装底座的垂直方向的倾斜角度Θ为12-16°。
[0022]本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。
【附图说明】
[0023]本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中:
[0024]图1是根据本实用新型实施例的红外传感器的成像装置的结构框图；
[0025]图2是根据本实用新型一个实施例的红外传感器的成像装置的结构示意图；
[0026]图3是根据本实用新型一个实施例的温度数据映射到临时热图像的示意图；
[0027]图4是根据本实用新型一个实施例的红外传感器阵列的像素中心分布示意图；
[0028]图5是根据本实用新型一个实施例的红外传感器阵列的倾斜角度示意图；
[0029]图6是根据本实用新型一个实施例的红外传感器的成像装置的成像结果示意图；
[0030]图7是根据本实用新型实施例的红外传感器的成像方法的流程图；以及[0031 ]图8是根据本实用新型实施例的空调器的结构框图。
【具体实施方式】
[0032]下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。
[0033]以下结合附图描述根据本实用新型实施例的红外传感器的成像装置、成像方法及空调器。
[0034]图1是根据本实用新型一个实施例红外传感器的成像装置的结构框图。如图1所示，该红外传感器的成像装置100包括:红外传感器阵列110、驱动器120和控制器130。
[0035]其中，红外传感器阵列110相对于竖直方向倾斜设置。需要说明的是，此处的竖直方向例如为垂直于地面的方向，或者垂直于安装该成像装置100的安装面的方向。驱动器120用于驱动红外传感器阵列110转动。控制器130用于控制驱动器120并获取红外传感器阵列110生成的温度数据，以及根据温度数据生成热图像。
[0036]在具体示例中，结合图2所示，驱动器120例如为步进电机，其通过传动轴I与安装件2相连。红外传感器阵列110倾斜设置在安装件2上，步进电机通过传动轴I驱动安装件2水平往复转动，进而使红外传感器阵列110转动，以在其扫描范围内对待检测物体进行扫描，并读取温度数据。
[0037]更为具体地，控制器130例如用于将获取到的温度数据映射到临时热图像中，并根据该临时热图像生成热图像。具体地说，例如每次读取到的温度数据为f(x，y)，χ=1，…，n，y = l，...，m，其中，m为红外传感器阵列110在垂直方向上的像素数目，n为红外传感器阵列110在水平方向上的像素数目。进一步地，对f(x，y)进行坐标变换，将红外传感器阵列110中的每个像素点对应到临时热图像g(x’，y’)中，该坐标变换公式如下:
[0038]x' =xcos0+ysin0+k5,
[0039]y' =ycos0-xsin0+h,
[0040]其中，x，y分别为红外传感器阵列110原点的横坐标和纵坐标，x’，y’分别为临时热图像中的坐标，Θ为红外传感器阵列110相对于竖直方向的倾斜角度，δ为驱动器120的扫描间隔角度，k为驱动器120驱动红外传感器阵列110转动的步数，其中，k = 0，l，2......L，L为驱动器120在扫描范围内完成一遍扫描所需的总步数，h为红外传感器阵列110的原点O与临时热图像的原点O’之间的距离，例如图3所示。
[0041]进一步地，在本实用新型的一个实施例中，上述的热图像和临时热图像例如具有多个网格，其中，当热图像中第i个网格的位置与临时热图像的第i个网格的位置重合时，将临时热图像的第i个网格对应的温度值作为热图像中的第i个网格的温度值;当热图像中第i个网格的位置与临时热图像的第i个网格的位置不重合时，获取临时热图像中第i个网格周边多个网格的温度值，并根据多个网格的温度值生成热图像中的第i个网格的温度值。作为具体地示例，例如将热图像均匀分成M*N网格，M为热图像的高度，N为热图像的宽度，每个网格即为热图像中的一个像素。对每个像素的红外温度数据g(i，j)，i = I，…，M，j = I，…，N，通过在临时热图像g(x’，y’)中查找对应像素温度值，若恰好在临时热图像g(x’，y’)中存在与坐标(i，j)对应的温度值，则直接取出来，否则查找最近4个近邻温度值进行插值得到最终的g( i，j)值，从而得到最终的目标超分辨率红外热图像。
[0042]在一些示例中，红外传感器阵列110相对于竖直方向的倾斜角度Θ可根据实际需求而调整。更为具体地，红外传感器阵列110相对于竖直方向的最佳倾斜角度Θ可以由红外传感器阵列110的水平像素点数η计算得到，以使红外传感器阵列110的所有像素均匀地分布在垂直方向上，此时θ应满足:tan9 = l/n。
[0043]优选地，在本实用新型的一个实施例中，红外传感器110相对于竖直方向的倾斜角度Θ例如为3-27°。
[0044]作为具体地示例，例如图4所示，展示了红外传感器阵列110的像素中心分布示意图。红外传感器阵列110例如通过外围电路和红外感应元器件1101构成。在具体示例中，如图5所示，例如选用8x4红外传感器阵列，每个原点为红外感应元器件1101的坐标中心。为了获取到垂直方向上包含32个像素的超分辨率红外图像，则安装倾斜角度满足如下条件:tan