用于热成像的装置、系统和方法与流程

本发明总体上涉及一种用于气云检测的系统和方法，并且具体地涉及一种检测红外光谱区域内的化学成分的光谱特征的系统和方法。相关技术描述光谱成像系统和方法在多种领域中都有应用。光谱成像系统和方法获得电磁光谱的一个或多个区域中的场景的光谱图像以检测现象、识别材料组成或表征过程。场景的光谱图像可被表示为三维数据立方体，其中该立方体的两条轴线表示场景的两个空间维度并且该数据立方体的第三轴线表示不同波长区域中的场景的光谱信息。可使用数学方法来处理该数据立方体以获得关于场景的信息。一些现有光谱成像系统通过扫描空间域(例如，通过使狭缝移动跨越场景的水平尺寸)和/或光谱域(例如，通过扫描波长色散元件以获得不同光谱区域中的场景的图像)中的场景来生成数据立方体。此类扫描方法一次仅采集完整数据立方体的一部分。将完整数据立方体的这些部分存储，随后进行处理而生成完整数据立方体。

背景技术：

技术实现思路

1、本公开的系统、方法和设备各自具有若干创新方面，没有单个方面独自地负责本文所公开的期望属性。

2、在一个实施方案中，本发明公开了一种用于确定物体中目标物质的浓度的红外(ir)成像系统。该成像系统可以包括光学系统，该光学系统包括光学焦平面阵列(fpa)单元。光学系统可具有限定其至少两个光学通道的部件，该至少两个光学通道彼此在空间上和光谱上不同。该至少两个光学通道中的每一者可被定位成将入射在光学系统上的ir辐射朝向光学fpa转移。该系统可包括包含处理器的处理单元，该处理单元可被配置为从在光学fpa处接收到的ir辐射采集表示目标物质的多光谱光学数据。该光学系统和该处理单元可一起包含在数据采集和处理模块中，该数据采集和处理模块被配置为由人佩戴或携带。

3、在另一个实施方案中，公开了一种用于确定物体中目标物质的浓度的红外(ir)成像系统。该成像系统可以包括光学系统，该光学系统包括光学焦平面阵列(fpa)单元。光学系统可具有限定其至少两个光学通道的部件，该至少两个光学通道彼此在空间上和光谱上不同。该至少两个光学通道中的每一者可被定位成将入射在光学系统上的ir辐射朝向光学fpa转移。该系统可包括包含处理器的处理单元，该处理单元可被配置为从在光学fpa处接收到的ir辐射采集表示目标物质的多光谱光学数据。该数据采集和处理模块可以具有小于8英寸×6英寸×6英寸的尺寸。

4、在另一个实施方案中，公开了一种用于确定物体中目标物质的浓度的红外(ir)成像系统。该成像系统可以包括光学系统，该光学系统包括光学焦平面阵列(fpa)单元。光学系统可具有限定其至少两个光学通道的部件，该至少两个光学通道彼此在空间上和光谱上不同。该至少两个光学通道中的每一者可被定位成将入射在光学系统上的ir辐射朝向光学fpa转移。该系统可包括包含处理器的处理单元，该处理单元可被配置为从在光学fpa处接收到的ir辐射采集表示目标物质的多光谱光学数据。该数据采集和处理模块可以具有小于300立方英寸的体积。

5、在又一个实施方案中，公开了一种识别目标物质或量化或表征物体中目标物质的参数的方法。该方法可以包括佩戴或携带数据采集和处理模块。该数据采集和处理模块可以包括光学系统以及与光学系统通信的处理单元，该光学系统包括光学焦平面阵列(fpa)单元。该方法可包括在fpa单元处从在空间上和光谱上彼此不同的至少两个光学通道捕获多光谱红外(ir)图像数据。该方法可以包括从在fpa处接收的ir辐射中获取表示目标物质的多光谱光学数据。

6、在另一个实施方案中，公开了一种用于在一个或多个安装场地监测一种或多种目标气体的存在的系统。该系统可以包括多个红外(ir)成像系统，每个成像系统包括数据采集和处理模块。数据采集和处理模块可以被配置为实时捕获该一种或多种目标气体的红外图像。数据采集和处理模块可以被配置为将每个捕获的红外图像与该一种或多种目标气体存在的位置相关联。该数据采集和处理模块可以被配置为将与该一种或多种目标气体相关联的图像数据以及与该一种或多种目标气体的位置相关联的位置数据传输到中央服务器。

7、在又一个实施方案中，公开了一种用于在一个或多个安装场地监测一种或多种目标气体的存在的方法。该方法可以包括从位于多个安装场地并被配置为由人佩戴或携带的多个ir成像系统接收图像数据。每个ir成像系统可以被配置为实时捕获该一种或多种目标气体的红外图像，并且将每个捕获的红外图像与该一种或多种目标气体存在的位置相关联。该方法可以包括处理接收到的图像数据以识别检测到该一种或多种目标气体的安装场地。本公开中所述的主题的一个或多个实施方式的细节在以下附图和描述中阐述。其他特征、方面和优点将从描述、附图和权利要求书中显而易见。需注意，以下附图的相对尺寸可能并未按比例绘制。

技术特征：

1.一种热成像系统，包括：

2.根据权利要求1所述的系统，还包括温度控制室，所述温度控制室封闭所述ir成像器并被配置为热隔离所述ir成像器。

3.根据权利要求2所述的系统，还包括所述ir成像器的透镜，所述透镜在容纳所述ir成像器的所述温度控制室与外部环境之间形成接口。

4.根据权利要求3所述的系统，还包括支撑所述透镜的导热机械垫圈。

5.根据权利要求1所述的系统，其中所述视频分析电路系统被进一步配置为：

6.根据权利要求1所述的系统，还包括热耦合到所述ir成像器的一个或多个温度控制元件。

7.根据权利要求6所述的系统，其中所述一个或多个温度控制元件被配置为基于由所述视频分析电路系统确定的所述ir成像器的不确定性来修改所述ir成像器的操作温度。

8.根据权利要求1所述的系统，其中所述视频分析电路系统被配置为：

9.根据权利要求1所述的系统，还包括热耦合到所述ir成像器的一个或多个温度传感器，其中所述视频分析电路系统被进一步配置为：

10.根据权利要求1所述的系统，还包括支持所述ir成像器和可见光成像器的远程视频传感器，所述可见光成像器被配置为采集所述远程视频传感器的视场的可见光图像(vis)数据，其中所述视频分析电路系统被进一步配置为：

11.根据权利要求10所述的系统，其中来自所述可见光成像器的所述vis数据还包括vis时间数据，并且来自所述ir成像器的所述ir图像数据还包括ir时间数据，使得所述视频分析电路系统被进一步配置为基于所述vis时间数据和所述ir时间数据将所述vis数据和所述ir图像数据相关。

12.根据权利要求10所述的系统，其中确定所述vis数据的所述一个或多个目标指示标识还包括确定所述远程视频传感器的所述视场内的所述一个或多个面部的一个或多个面部属性。

13.根据权利要求12所述的系统，其中分析所述目标修改的ir图像以确定面部温度还包括确定与所述一个或多个面部属性相关联或由所述一个或多个面部属性界定的面部温度。

14.根据权利要求10所述的系统，其中所述视频分析电路系统被进一步配置为显示所述目标和温度修改的ir图像。

15.根据权利要求10所述的系统，其中所述一个或多个面部属性包括所述远程视频传感器的所述视场内的所述一个或多个面部的嘴、鼻子、眼睛或泪管中的至少一者。

技术总结
在一个实施方案中，本发明公开了一种用于确定物体中目标物质的浓度的红外(IR)成像系统。该成像系统可以包括光学系统，该光学系统包括光学焦平面阵列(FPA)单元。光学系统可具有限定其至少两个光学通道的部件，所述至少两个光学通道彼此在空间上和光谱上不同。该至少两个光学通道中的每一者可被定位成将入射在光学系统上的IR辐射朝向光学FPA转移。该系统可包括包含处理器的处理单元，该处理单元可被配置为从在光学FPA处接收到的IR辐射采集表示所述目标物质的多光谱光学数据。所述光学系统和所述处理单元可一起包含在数据采集和处理模块中，该数据采集和处理模块被配置为由人佩戴或携带。

技术研发人员：T·A·伊斯伯格,罗伯特·蒂莫西·凯斯特,S·文卡塔拉亚卢,P·C·奥德里斯科尔,S·P·高蒂耶里,G·T·诺伊二世,V·J·丹塔斯,C·A·克拉韦里亚,R·J·马丁,M·J·弗里曼,R·P·马勒里
受保护的技术使用者：瑞柏丽恩光子股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/11