一种检测红外热像镜头故障和寿命的方法

技术领域

本发明涉及安防监控领域，具体是一种检测红外热像镜头故障的寿命的方法。

背景技术

红外热像镜头在日常中各行各业起着非常重要的作用，特别是安防监控方面。视场切换和清晰度调节是热像镜头的核心功能，对于镜头的价值不言而喻，一旦视场无法切换，清晰度没办法调节，会使热像镜头在使用过程中失去应有的作用，影响巨大，比如，红外热像正在监视，需要看清路上行人，这时候镜头的视场或者清晰度调节发生故障，无法调节了，可能就会错失重要情报，后果无法估量。要是能提前检查出故障或者检测出镜头寿命的有效值，就可以提起那准备维修或者更换，防止用到的时候无法正常使用。由于热像镜头不能裸露安装，需要装在机壳中，没有办法直观的测量或者检查，因此需要一种能在镜头工作中实时检测镜头故障和寿命的方法。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种检测红外热像镜头故障和寿命的方法，实时、非接触的情况下完成红外热像镜头故障和寿命的检测。

为了解决所述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种检测红外热像镜头故障的方法，包括以下步骤：

S01）、设定故障检测时间T1和故障检测间隔∆t1，控制红外热像镜头在镜头故障检测时间T1进行视场变化，并每隔时间∆t1进行视场值比较，比较公式为：

∆Zoom = Zoom_Data1 - Zoom_NewData（1），

其中Zoom_Data1为故障检测间隔∆t1前的视场值，Zoom_NewData为故障检测间隔∆t1后的视场值，∆Zoom为两者的差值；

如果|∆Zoom|大于设定阈值，说明红外热像镜头正常运行，没有故障，进行步骤S02），如果|∆Zoom|小于设定阈值，说明红外热像镜头出现故障；

S02)、令Zoom_Data1 = Zoom_NewData，故障检测间隔∆t1后再次按照公式（1）进行比较；

S03）、如果故障检测时间T1内视场调节运动到两个极限，即视场值最大值DataZoom_Max和视场值最小值 DataZoom_Min，按照公式（2）和公式（3）进行比较：

∆Zoom1 = Zoom_Data1 - DataZoom_Max （2），

∆Zoom2 = Zoom_Data1 - DataZoom_Min （3），

如果|∆Zoom1|或者|∆Zoom2|小于设定阈值，说明红外热像镜头正常运行，没有故障，如果|∆Zoom1|或者|∆Zoom2|大于设定阈值，说明红外热像镜头出现故障；

S04）、设定故障检测时间T2和故障检测间隔∆t2，控制红外热像镜头在故障检测时间T2进行清晰度变化，并每隔时间∆t2进行清晰度比较，比较公式为：

∆Focus = Focus_Data1 - Focus_NewData （4），

其中Focus_Data1为故障检测间隔∆t2前的清晰度值，Focus_NewData为故障检测间隔∆t2后的清晰度值，∆Focus为两者的差值；

如果|∆Focus |大于设定阈值，说明红外热像镜头正常运行，没有故障，进行步骤S02），如果|∆Focus |小于设定阈值，说明红外热像镜头出现故障；

S05)、令Focus_Data1 = Focus_NewData，故障检测间隔∆t2后再次按照公式（4）进行比较；

S06）、如果镜头故障检测时间T2内视场调节运动到两个极限，即清晰度值最大值DataFocus_Max和清晰度值最小值 DataFocus_Min，按照公式（5）和公式（6）进行比较：

∆Focus1 = Focus_Data1 - DataFocus_Max（2），

∆Focus2 = Focus_Data1 - DataFocus_Min（3），

如果|∆Focus1 |或者|∆Focus2|小于设定阈值，说明红外热像镜头正常运行，没有故障，如果|∆Focus1 ||或者|∆Focus2|大于设定阈值，说明红外热像镜头出现故障。

进一步的，通过单片机发送指令能完成红外热像镜头的视场切换和图像清晰度的调节，通过电位器记录实时变化的视场值和清晰度值。

进一步的，|∆Zoom|、|∆Zoom1|、|∆Zoom2|的阈值根据红外热像镜头的焦距/视场角确定，具体为|∆Zoom| 的阈值应该小于 （（DataZoom_Max-DataZoom_Min）/（整个视场范围运行的时间））*∆t1，|∆Zoom1|、|∆Zoom2|的阈值设置为固定的数值5。

进一步的，|∆Focus |、|∆Focus1 |、|∆Focus2|的阈值根据红外热像镜头的清晰度值确定，具体为|∆Focus |的阈值应该小于（（DataFocus_Max-DataFocus_Min）/（整个清晰度范围运行的时间））*∆t2，|∆Focus1 |、|∆Focus2|的阈值设置为固定的数值5。

进一步的，故障检测时间T1与故障检测时间T2相等，故障检测间隔∆t1与故障检测间隔∆t2相等。

进一步的，步骤S01）至步骤S03）与步骤S04）至步骤S06）并行进行。

进一步的，步骤S01）中的视场值为视场角值，步骤S04）中的清晰度值为聚焦值。

本发明还公开了一种检测红外热像镜头寿命的方法，包括以下步骤：

S01)、把红外热像镜头分为两个部件：视场调节和清晰度调节，设定故障率为：

λ ≈ C/(N*T)

C是在故障检测时间T内，发生故障的部件数，N为整个使用的部件数，T为故障检测时间；

平均无故障时间：MTBF = 1/λ；

可靠性：As = MTBF / (MTBF + MDT)；

MDT 表示平均故障时间，为故障检测时间与平均无故障时间的差；

S02）、控制红外热像镜头视场发生变化，在视场变化过程中，会收到视场变化开始、视场变化停止的指令，记录收到开始、停止的指令次数并记为Number_Zoom，保存下来；经过一段时间后，Number_Zoom与额定运行总次数Sum_Zoom相比较，比较公式为：

∆Num_Zoom = Sum_Zoom - Number_Zoom，

∆Num_Zoom或者As的数值越大，说明红外热像镜头剩余的寿命越长，当∆Num_Zoomm或者As小于设定阈值时，说明红外热像镜头的寿命达到了极限；

S04）、控制红外热像镜头清晰度发生变化，在清晰度变化过程中，会收到清晰度变化开始、清晰度变化停止的指令，记录收到开始、停止的指令次数并记为Number_Focus，保存下来；经过一段时间后，Number_Focus与额定运行总次数Sum_Focus相比较，比较公式为：

∆Num_Focus = Sum_Focus - Number_Focus，

∆Num_Focus或者As的数值越大，说明红外热像镜头剩余的寿命越长，当∆Num_Focus或者As小于设定阈值的时候，说明红外热像镜头的寿命达到了极限。

进一步的，∆Num_Zoom、∆Num_Focus的阈值为5000。

本发明的有益效果：红外镜头随着时间的使用，磨损和老化会越来越严重，出现故障的频率就会大大提高，一种简单且有效的故障检测显得尤为重要。本方法具有简单、成本低、非接触性条件下就能完成。能够最大程度的检测到故障的发生，快速定位故障的发生点，提高维修的实效性；可以根据镜头运行的次数或者可靠性的数值来评估镜头寿命的阈值，考虑是否需要提前维护或者更换，把损失降低到最低。

附图说明

图1为实施例1所述方法的原理框图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的说明。

实施例1

本实施例公开一种检测红外热像镜头故障的方法，原理是：通过单片机发送指令能完成镜头的视场切换和图像清晰度的调节，电位器实时测量镜头视场和清晰度的位置值。将电位器的位置值转换成数学计算，通过计算出来的数据产生一种检测红外热像镜头的故障和寿命的方法。即通过单片机的指令让热像镜头转动，电位器配合记录镜头位置数据，镜头的视场切换、清晰度调节可以实时监测是否发生故障。

具体如图1所示，本方法的具体步骤为：

1.单片机MCU下发控制热像镜头视场变化的指令，此时电位器记录的数值为Zoom_Data1；

2.视场变化的过程中，电位器的数值Zoom_NewData实时更新给MCU，MCU会隔相同的时间（2S）进行比较 （Zoom_Data1 - Zoom_NewData）；这个过程中，MCU就会记录收到变化的指令，次数记为 Number_Zoom；

3.如果 Zoom_Data1 - Zoom_NewData 的绝对值大于 100 ；说明镜头视场运行正常；此时Zoom_Data1 = Zoom_NewData；间隔2S再进行比较；查看前后两次的差值，只要差值能大于100，说明镜头的视场调节正常。

4.如果视场调节运动到两个极限，即视场最大值DataZoom_Max和 视场最小值DataZoom_Min,比较（ Zoom_Data1 - DataZoom_Max、Zoom_Data1 - DataZoom_Min）,如果Zoom_Data1 - DataZoom_Max 或者 Zoom_Data1 - DataZoom_Min的绝对值小于5；说明达到视场限位，没有出现故障。

5.同理，镜头的清晰度调节也是这样判断；单片机MCU下发控制热像镜头清晰度调节的指令，此时电位器记录的数值为Focus_Data1；

6.清晰度调节的过程中，电位器的数值Focus_NewData实时更新给MCU，MCU会隔相同的时间（2S）进行比较 （Focus_Data1 - Focus_NewData）；这个过程中，MCU就会记录收到变化的指令，次数记为 Number_Focus；

7.如果 Focus_Data1 - Focus_NewData 的绝对值 大于 100 ；说明镜头清晰度调节运行正常；此时Focus_Data1 = Focus_NewData；间隔2S再进行比较；查看前后两次的差值，只要差值能大于100，说明镜头的视场调节正常。

8.如果清晰度调节到两个极限，即清晰度最大值DataFocus_Max和清晰度最小值DataFocus_Min，比较（ Focus_Data1 - DataFocus_Max、Focus_Data1 - DataFocus_Min）,如果Focus_Data1 - DataFocus_Max 或者 Focus_Data1 - DataFocus_Min的绝对值 小于5；说明只是达到视场限位，没有出现故障。

本实施例中，|∆Zoom|、|∆Zoom1|、|∆Zoom2|的阈值根据红外热像镜头的焦距/视场角确定，具体为|∆Zoom| 的阈值应该小于 （（DataZoom_Max-DataZoom_Min）/（整个视场范围运行的时间））*∆t1，|∆Zoom1|、|∆Zoom2|的阈值设置为固定的数值5。本实施例中|∆Zoom|的阈值设置为了100。

|∆Focus |、|∆Focus1 |、|∆Focus2|的阈值根据红外热像镜头的焦距/视场角确定，具体为|∆Focus |的阈值应该小于（（DataFocus_Max-DataFocus_Min）/（整个清晰度范围运行的时间））*∆t2，|∆Focus1 |、|∆Focus2|的阈值设置为固定的数值5。本实施例中|∆ Focus|的阈值设置为了100。

视场和清晰度的检测间隔都设置成了2S，故障检测时间也可以设置成相等。

本实施例中，视场调节即步骤1至4与清晰度调节即步骤2至8同步进行。

本实施例中，视场值通过视场角值体现，清晰度值通过聚焦值体现。

实施例2

本实施例公开一种检测红外热像镜头寿命的方法，本方法包括以下步骤：

S01)、把红外热像镜头分为两个部件：视场调节和清晰度调节，设定故障率为：

λ ≈C/(N*T)

C是在故障检测时间T内，发生故障的部件数，C等于0或者1或者2；N为整个使用的部件数，N=2;T为故障检测时间；

平均无故障时间：MTBF = 1/λ；

可靠性：As = MTBF / (MTBF + MDT)；

MDT 表示平均故障时间，为故障检测时间与平均无故障时间的差；

S02）、控制红外热像镜头视场发生变化，在视场变化过程中，会收到视场变化开始、视场变化停止的指令，记录收到开始、停止的指令次数并记为Number_Zoom，保存下来；经过一段时间后，Number_Zoom与额定运行总次数Sum_Zoom相比较，比较公式为：

∆Num_Zoom = Sum_Zoom - Number_Zoom，

∆Num_Zoom或者As的数值越大，说明红外热像镜头剩余的寿命越长，当∆Num_Zoom或者As小于设定阈值时，说明红外热像镜头的寿命达到了极限；

S04）、控制红外热像镜头清晰度发生变化，在清晰度变化过程中，会收到清晰度变化开始、清晰度变化停止的指令，记录收到开始、停止的指令次数并记为Number_Focus，保存下来；经过一段时间后，Number_Focus与额定运行总次数Sum_Focus相比较，比较公式为：

∆Num_Focus = Sum_Focus - Number_Focus，

∆Num_Focus或者As的数值越大，说明红外热像镜头剩余的寿命越长，当∆Num_Focus或者As小于设定阈值的时候，说明红外热像镜头的寿命达到了极限。

通过实施例所述方法确定视场调节和清晰度调节出现故障。

本实施例中，∆Num_Zoom、∆Num_Focus的阈值为5000。

以上描述的仅是本发明的基本原理和优选实施例，本领域技术人员根据本发明做出的改进和替换，属于本发明的保护范围。