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原文传递场景上的气体的检测

专利名称：	场景上的气体的检测
摘要：	本文公开的系统和方法提供通过以下方式检测气体：通过可控照明系统(110)，利用包括红外(IR)波长范围内的辐射的光来对场景进行照明；利用控制单元(195)来控制照明系统(110)发射处于第一波长和第二波长的光，使得对于所述第一和第二波长中的每一个，在时间段内将相等量的辐射能量发射到场景上，第一波长对应于气体的第一吸收水平，第二波长对应于气体的第二吸收水平；和通过IR检测器(113)来采集由第一波长的光照明的场景的第一IR图像和由第二波长的光照明的场景的第二IR图像，并且比较所述第一和第二IR图像以确定在所述第一和/或第二IR图像中是否表示出至少一种特定气体的特性。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	瑞典;SE
申请人：	前视红外系统股份公司
发明人：	托马斯·兰内斯泰特;乌尔夫·沃尔格伦;乔纳斯·桑德斯滕
专利状态：	有效
申请日期：	2017-09-12T00:00:00+0800
发布日期：	2019-06-25T00:00:00+0800
申请号：	CN201780069907.5
公开号：	CN109937359A
代理机构：	北京东方亿思知识产权代理有限责任公司
代理人：	柳春雷
分类号：	G01N21/3504(2006.01);G;G01;G01N;G01N21
申请人地址：	瑞典塔比
主权项：	1.一种检测气体的方法，所述方法包括： -通过可控照明系统，利用包括红外(IR)波长范围内的辐射的光来对场景进行照明； -控制所述照明系统发射处于第一波长λ1和第二波长λ2的光，使得对于所述第一波长和所述第二波长中的每一个，在时间段τ内将相等量的辐射能量发射到所述场景上，所述第一波长对应于气体的第一吸收水平，所述第二波长对应于气体的第二吸收水平； -通过热成像设备的IR检测器来采集被所述第一波长λ1的光照明的所述场景的第一IR图像和被所述第二波长λ2的光照明的所述场景的第二IR图像；和 -比较所述第一IR图像和所述第二IR图像，以确定在所述第一IR图像和/或所述第二IR图像中是否表示出至少一种特定气体的特性。 2.根据权利要求1所述的方法，其中，用于检测从所述场景中的背景反射的所述第一波长和所述第二波长内的辐射的IR检测器适配为： -在所述场景中不存在气体的情况下生成高输出信号电平；和 -由于在所述第一波长和/或所述第二波长内的辐射的吸收，在所述场景中存在气体的情况下生成低输出信号电平。 3.根据权利要求1所述的方法，其中： -所述第一波长λ1能够被第一气体吸收；并且 -所述第二波长λ2能够被第二气体吸收。 4.根据权利要求1所述的方法，其中： -所述第一波长λ1对所选择的气体具有低吸收值；并且 -所述第二波长λ2对所述选择的气体具有高吸收值。 5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述比较包括基于所述第一IR图像和所述第二IR图像生成差值图像。 6.根据权利要求1所述的方法，还包括： -控制所述照明系统关闭所述场景的照明； -采集未照明场景的第三IR图像；和 -比较所述第一IR图像、所述第二IR图像和所述第三IR图像，以确定所述第一IR图像和/或第二IR图像中是否表示出特定气体的特性。 7.根据权利要求6所述的方法，其中，所述比较包括基于所述第一IR图像、所述第二IR图像和所述第三IR图像生成差值图像。 8.根据权利要求1所述的方法，其中，通过脉宽调制来控制所述照明系统，使得对于所述第一波长和所述第二波长中的每一个，在时间段τ期间发射基本相等量的能量，并且其中，所述时间段τ选择为对应于所述热成像设备的所述IR检测器的时间常数。 9.根据权利要求1所述的方法，还包括按照所述IR检测器的输出信号的指示来量化所述场景中存在的气体。 10.根据权利要求1所述的方法，还包括基于所述第一IR图像和所述第二IR图像量化气体。 11.根据权利要求1的方法，还包括通过以下步骤量化所述场景中存在的气体： -确定所述场景中存在的气体的气体浓度长度(GCL)； -确定与所述场景中存在的气体相关联的长度；和 -使用所述GCL和与气体相关联的长度来计算气体的浓度。 12.一种用于检测气体的系统，所述系统包括： -可控照明系统，其配置为利用包括红外(IR)波长范围内的辐射的光对场景进行照明； -控制单元，其配置为控制所述照明系统发射处于第一波长λ1和第二波长λ2的光，使得对于所述第一波长和所述第二波长中的每一个，在时间段τ内将相等量的辐射能量发射到所述场景上，所述第一波长对应于气体的第一吸收水平，所述第二波长对应于气体的第二吸收水平；和 -热成像设备，其配置为通过IR检测器来采集被所述第一波长λ1的光照明的所述场景的第一IR图像和被所述第二波长λ2的光照明的所述场景的第二IR图像；其中，所述系统配置为比较所述第一IR图像和所述第二IR图像，以确定在所述第一IR图像和/或所述第二IR图像中是否表示出至少一种特定气体的特性。 13.根据权利要求12所述的系统，其中，用于检测从所述场景中的背景反射的所述第一波长和所述第二波长内的辐射的所述热成像设备的IR检测器配置为： -在所述场景中不存在气体的情况下生成高输出信号电平；和 -由于在所述第一波长和/或所述第二波长内的辐射的吸收，在所述场景中存在气体的情况下生成低输出信号电平。 14.根据权利要求12所述的系统，其中： -所述第一波长λ1能够被第一气体吸收；并且 -所述第二波长λ2能够被第二气体吸收。 15.根据权利要求12所述的系统，其中： -所述第一波长λ1对所选择的气体具有低吸收值；并且 -所述第二波长λ2对所述选择的气体具有高吸收值。 16.根据权利要求12所述的系统，其中，所述系统配置为至少通过基于所述第一IR图像和所述第二IR图像生成差值图像来比较所述第一IR图像和所述第二IR图像。 17.根据权利要求12所述的系统，其中： -所述控制单元配置为控制所述照明系统关闭所述场景的照明； -所述热成像设备配置为采集未照明场景的第三IR图像；和 -所述系统配置为比较所述第一IR图像、所述第二IR图像和所述第三IR图像来确定在所述第一IR图像和/或所述第二IR图像中是否表示出特定气体的特性。 18.根据权利要求17所述的系统，其中，所述系统配置为至少通过基于所述第一IR图像、所述第二IR图像和所述第三IR图像生成差值图像来比较所述第一IR图像和所述第二IR图像。 19.根据权利要求12所述的系统，其中，通过脉宽调制来控制所述照明系统，使得对于所述第一波长和所述第二波长中的每一个，在时间段τ期间发射基本相等量的能量，并且其中，所述时间段τ选择为对应于所述热成像设备的所述IR检测器的时间常数。 20.根据权利要求12所述的系统，所述系统还配置为按照所述热成像设备的IR检测器的输出信号的指示来量化所述场景中存在的气体。 21.根据权利要求12所述的系统，所述系统还配置为基于所述第一IR图像和所述第二IR图像量化气体。 22.根据权利要求12所述的系统，所述系统还配置为通过以下步骤量化所述场景中存在的气体： -确定所述场景中存在的气体的气体浓度长度(GCL)； -确定与所述场景中存在的气体相关联的长度；和 -使用所述GCL和与气体相关联的长度来计算所述气体的浓度。 23.一种用于检测气体的热成像设备，所述设备包括： -可控照明系统；和 -红外(IR)成像系统、存储器和处理器，其适配为执行根据方法权利要求1-11中任一项所述的步骤和功能。 24.一种用于通过可控照明系统和热成像设备来检测气体的计算机可读介质，其包括存储在其上的： -用于执行根据权利要求1-11中任一项所述的方法的非暂时性信息；和/或 -配置为控制处理器/处理单元来执行根据权利要求1-11中任一项所述的任意步骤或功能的非暂时性信息。 25.一种用于通过可控照明系统和热成像设备来检测气体的计算机程序产品，其包括代码部分，所述代码部分适配为控制处理器执行根据权利要求1-11中任一项所述的任意步骤或功能。
所属类别：	发明专利