[发明专利]通过红外热成像从室外快速批量获取室内空气温度的方法

说明书

本发明提出的一种通过红外热成像从室外快速批量获取室内空气温度的方法，包括：获取被测建筑的环境参数并批量获取被测建筑外立面的红外图像和可见光图像；识别各图像内每扇窗户的区域，以得到各扇窗户区域的坐标；求取单扇窗户的红外温度场的温度平均值和标准差；判断各单扇窗户是否满足使用开窗区域温度计算室内温度的条件，若满足，则利用开窗区域温度计算室内空气温度，若不满足，则基于各单扇有效关窗窗户红外温度计算相应的室内空气温度。本发明将红外热成像技术应用于从室外获取室内空气温度，提出利用红外热成像技术通过用户外窗来批量获取室内空气温度信息的方法，从而实现在无需入户情况下，快速、批量、无接触地准确测量室内空气温度。

技术领域

本发明属于建筑节能诊断技术领域，特别涉及一种通过红外热成像从室外快速批量获取室内空气温度的方法。

背景技术

对于北方地区冬季集中供热系统，室内空气温度是评价供热质量的重要指标。由于供热系统不平衡问题，用户室内常出现过热或过冷现象，导致室内供热环境不舒适。并且过热时用户常采用开窗降温的方法，进一步导致能源浪费。目前大多数室温监测设备具有入户难，投资成本高的特点，因而快速、便捷、批量地获得大量用户室内空气温度信息是实现集中供热系统节能诊断的关键。红外热成像(Infrared Thermography,IRT)作为非破坏性技术之一，可观察物体表面发出的红外辐射的强度分布，在现有的建筑物能源审计中，红外热像技术已应用于快速识别与结构特征、建筑材料和能源相关的缺陷问题，如热桥、空气泄漏点、水分渗透、保温脱落等，从而加快解决问题的效率。但是，目前在我国的集中供热领域中应用红外热像技术的实践案例，仍限制在供热管道的泄漏检测，有关实际供热效果的快速评估方面仍是空白状态。

发明内容

本发明的目的是从室外快速批量获取室内温度信息，提出一种通过红外热成像从室外快速批量获取室内空气温度的方法，本发明具有快速、批量、非接触式测量的优点。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

本发明提出的一种通过红外热成像从室外快速批量获取室内空气温度的方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)获取被测建筑的环境参数并批量获取被测建筑外立面的红外图像和可见光图像；其中，所述环境参数包括环境反射温度、室外空气温度和室外风速；批量获取的被测建筑外立面的红外图像和可见光图像中每个房间含有的1个或多个外窗洞，每个外窗洞上安装一扇窗户或者多扇窗户；

2)对步骤1)获取的所有可见光图像分别识别各图像内每扇窗户的区域，以得到外窗洞内各扇窗户区域的坐标；

3)根据步骤2)获得的外窗洞内各单扇窗户区域的坐标，读取坐标区域内红外图像上各像素点的RGB值，匹配温标图RGB值对应的温度值，求取外窗洞内各单扇窗户的红外温度场的温度平均值和标准差；

4)判断外窗洞内各单扇窗户是否满足使用开窗区域温度计算室内温度的条件，具体过程如下：

4.1)对步骤3)得到的任一单扇窗户，将该单扇窗户的红外温度场的温度平均值存储至集合U中；判断该单扇窗户的红外温度场是否不均匀，如果红外温度场不均匀，则执行步骤4.2)；如果红外温度场均匀，则执行步骤4.4)；

4.2)将该单扇窗户的红外温度场分为高温区和低温区两类，计算该单扇窗户的高温区和低温区的红外温度场的中位数差值，若该中位数差值大于设定阈值，则判断该单扇窗户为开窗，执行步骤4.3)，否则将该单扇窗户的红外温度场的温度平均值从集合U中删除；若外窗洞内存在单扇窗户未完成判断，则返回步骤4.1)，若外窗洞内所有单扇窗户均完成判断，则执行步骤4.5)；

4.3)若该单扇窗户的开度大于等于设定的窗户开度阈值，则取该单扇窗户的高温区的中位数作为此扇窗户的计算温度，执行步骤5)，否则将该单扇窗户的红外温度场的温度平均值从集合U中删除；若外窗洞内存在单扇窗户未完成判断，则返回步骤4.1)，若外窗洞内所有单扇窗户均完成判断，则执行步骤4.5)；