Modul penyahkodan dan penyambungan imej termal kabinet kawalan elektrik untuk pasukan penyelenggaraan kilang industri di Thailand

Latar belakang masalah

Cabaran kes ini ialah membaca nilai suhu daripada fail imej termal kabinet kawalan elektrik menggunakan program, dan melihat hasil bagi seluruh kabinet dalam satu imej. Pasukan penyelenggaraan pelanggan menggunakan kamera pengimejan terma untuk memeriksa kabinet kawalan elektrik, dengan mengambil imej satu bahagian demi satu bahagian yang disusun dalam baris dan lajur. Oleh itu, hasil pemeriksaan bagi satu kabinet terdiri daripada beberapa fail sub-imej.

Titik sambungan wayar atau peranti dalam kabinet elektrik yang mula bermasalah selalunya lebih panas daripada kawasan sekitarnya. Kamera pengimejan terma membantu melihat titik-titik ini tanpa perlu menyentuh peranti. Oleh itu, pasukan ini memerlukan gambaran keseluruhan bagi seluruh kabinet, berserta nilai suhu maksimum dan minimum bagi setiap bahagian.

Keperluan dan kekangan

Modul ini perlu berfungsi dengan kamera dan fail sedia ada pelanggan. Kerja ini tidak termasuk perolehan kamera. Keperluan dan kekangan utama adalah seperti berikut:

• Pelanggan menyediakan sendiri kamera pengimejan terma, iaitu FLIR, Testo dan InfReC
• Fail daripada kamera menyimpan data suhu dalam format khusus setiap pengeluar
• Program menerima fail imej .jpg kamera FLIR yang disalin daripada kad SD ke komputer
• Hasil mesti merangkumi imej asal dan imej termal bagi seluruh kabinet, nilai suhu maksimum dan minimum bagi setiap petak, dan direkodkan ke dalam pangkalan data
• Penyambungan imej bergantung pada kaedah pengambilan imej: imej mesti diambil mengikut susunan baris dan lajur, titik permulaan setiap imej tidak sepatutnya tersasar jauh, dan pencahayaan di kawasan yang diambil sepatutnya terang dan sekata
• Penyediaan laporan bagi setiap pusingan pemeriksaan dan perbandingan hasil antara pusingan pemeriksaan tidak termasuk dalam skop kerja

Mengapakah fail imej termal perlu dinyahkod sebelum imej disambungkan?

Penyahkodan perlu dilakukan dahulu kerana semua imej mesti menggunakan skala suhu yang sama sebelum disambungkan menjadi satu imej. Jika setiap imej menggunakan skalanya sendiri, warna yang sama dalam dua imej mungkin bermaksud suhu yang berbeza. Pelarasan skala memerlukan nilai suhu daripada data mentah dalam fail, oleh itu bahagian data ini perlu dibaca dahulu.

Oleh itu, kami membahagikan modul TIDM kepada 2 bahagian. Bahagian pertama menyahkod data mentah dan melaraskan semua imej supaya menggunakan skala suhu yang sama. Bahagian kedua menyambungkan imej menjadi satu imej bagi seluruh kabinet. Apabila semua imej menggunakan bar warna suhu yang sama, imej panorama seluruh kabinet dapat dibaca pada satu skala.

1. 1

   Mengambil imej kabinet satu bahagian demi satu bahagian mengikut urutan baris dan lajur

   Pemeriksa mengambil imej termal kabinet kawalan elektrik satu bahagian demi satu bahagian, disusun dalam baris dan lajur. Urutan pengambilan imej yang jelas membolehkan program mengetahui imej mana yang perlu disambungkan dengan imej mana.

2. 2

   Penyahkodan fail imej termal

   Modul membaca data mentah yang disimpan oleh kamera FLIR dalam fail .jpg, menukarkannya kepada imej warna dan imej hitam putih (Grayscale), kemudian mengira semula skala suhu supaya semua imej dalam set menggunakan skala suhu yang sama.

3. 3

   Menyambungkan imej menjadi satu imej panorama

   Modul menyambungkan imej setiap bahagian menjadi satu imej besar, menghasilkan imej asal dan imej termal bagi seluruh kabinet. Pemeriksa dapat melihat lokasi yang lebih panas daripada kawasan sekitarnya dalam satu imej.

4. 4

   Melukis jadual grid dan membaca nilai suhu bagi setiap petak grid

   Program melukis jadual grid (Grid) pada imej, kemudian membaca nilai suhu maksimum dan minimum bagi setiap petak grid, berserta bar warna suhu yang disertakan pada imej.

5. 5

   Menyimpan hasil ke dalam pangkalan data

   Imej yang dihasilkan dan nilai suhu setiap imej direkodkan ke dalam pangkalan data.

Hasil penyerahan

Kami menyerahkan kesemua 3 item mengikut skop kerja. Item serahan adalah seperti berikut:

• Program utama modul TIDM berserta kod sumber, ditulis dalam bahasa Python untuk fail imej .jpg daripada kamera FLIR
• Dokumen reka bentuk sistem: gambar rajah sistem, gambar rajah keadaan operasi, gambar rajah pangkalan data, gambar rajah aliran data, algoritma dan senarai pustaka yang digunakan
• Kajian pendekatan dan cadangan tambahan untuk fail daripada kamera Testo dan InfReC

Hasil yang dapat disahkan daripada penyerahan

Pada tahun 2018–2019, kami menyerahkan modul TIDM kepada pasukan penyelenggaraan kilang industri di Thailand, kesemua 3 item mengikut skop kerja. Program yang diserahkan menghasilkan 2 jenis hasil. Jenis pertama ialah imej panorama seluruh kabinet, merangkumi imej asal dan imej termal yang menggunakan bar warna suhu yang sama. Jenis kedua ialah nilai suhu maksimum dan minimum bagi setiap petak grid, yang direkodkan ke dalam pangkalan data bersama imej.

Kes ini tidak mempunyai angka pengukuran hasil penggunaan, seperti bilangan kabinet yang diperiksa atau masa yang dikurangkan. Oleh itu, kami hanya melaporkan perkara yang diserahkan dan dapat disahkan daripada dokumen. Program yang diserahkan membaca fail daripada kamera FLIR, manakala kamera Testo dan InfReC berada dalam skop sebagai kajian pendekatan dan cadangan tambahan, dan belum merupakan program yang diserahkan.

Apakah yang kita pelajari

Kerja ini memberikan 3 prinsip untuk kerja membaca nilai suhu daripada imej termal:

• Kaedah pengambilan imej ialah sebahagian daripada sistem, bukan sekadar langkah sebelum menggunakan program. Kualiti imej panorama bergantung pada urutan pengambilan imej yang dipersetujui sebelum pengambilan imej bermula.
• Nilai suhu mesti berada pada skala yang sama sebelum dibandingkan. Data mentah imej daripada kamera perlu dinyahkod dan imej dilaraskan supaya menggunakan skala suhu yang sama sebelum imej disambungkan atau warna dibandingkan antara imej.
• Sokongan bagi setiap model kamera perlu disahkan daripada fail sebenar model kamera tersebut, kerana format fail berbeza mengikut pengeluar. Oleh itu, penetapan model kamera yang disokong oleh program sepatutnya berdasarkan fail yang telah diuji sahaja.

Cara menggunakan pendekatan ini di kilang anda

Jika pasukan anda sudah memeriksa kabinet kawalan elektrik dengan kamera pengimejan terma, anda boleh menggunakan pendekatan yang sama seperti kes ini, iaitu menyahkod fail daripada kamera, melaraskan semua imej supaya menggunakan skala yang sama, menyambungkan imej menjadi satu imej, kemudian membaca nilai bagi setiap petak dan menyimpannya ke dalam pangkalan data. Bahagian yang perlu dilaraskan ialah pembacaan fail, apabila kamera anda daripada jenama atau model lain.

Selain perkara dalam jadual, 2 perkara lagi sepatutnya dipersetujui sebelum pembangunan bermula:

• Persetujui kes ujian (Test Case) dan tetapkan dengan jelas tarikh penghantaran fail sampel sebelum pembangunan bermula, supaya ujian dapat dijalankan mengikut pelan
• Putuskan lebih awal di mana keputusan suhu akan digunakan seterusnya, seperti laporan bagi setiap pusingan pemeriksaan atau sistem amaran, supaya struktur pangkalan data dapat direka bentuk untuk menyokongnya