建筑无人机红外遥感测温方法研究.pdf

1、书书书?基金项目?国家科学自然基金项目?面向城市智慧供热系统的数字孪生体构建与应用研究?第一作者简介?吴雅玲?女?博士生?从事智慧供热与需求侧调控的相关研究?通信作者简介?周志刚?男?教授?博士?从事低碳智慧供热技术?清洁供暖及能源高效利用技术?供热系统数字化平台研发?供热系统参数辨识与优化运行调度?供热系统故障诊断与可靠性研究等?收稿日期?修回日期?建筑供暖?空调?通风?热环境?建筑无人机红外遥感测温方法研究吴雅玲?李承达?从铭阳?黄?实?庞建飞?修思源?周志刚?哈尔滨工业大学 建筑学院?黑龙江 哈尔滨?中国农业银行数据中心?北京?摘?要?以某位于寒冷气候区?区住宅建筑为例?基于红外遥感测温

2、原理?开展对建筑的热环境监测实验?提出一种基于无人机红外遥感测温的室温监测方法?给出测温原理及评价标准?提出?种室温计算方法?确定基准房间的选择原则?选定南向?面积较大房间作为基准房间?确定基准区域的选择原则?每层设置?个基准区域?在?种室温计算方法中?在不增加温度传感器数量的条件下?方法?误差绝对值的平均值为?可以提高红外遥感测温精度并减小误差绝对值离散程度?关键词?智慧供热?红外遥感测温?室温测量方法?无人机中图分类号?文献标志码?文章编号?概述在双碳目标的背景下?国家对供热行业的要求日益提高?据统计?年我国建筑的运行总能耗折合标准煤为?其中仅北方城镇供暖能耗占比就高达?减少供热系统运行中

3、的能量损耗?加快供热系统的智慧化进程是供热行业发展的必然趋势?建筑物热环境监控是智慧供热的基础?大部分集中供热系统在设计时并未考虑智慧化运行策略?在此基础上大规模安装温度传感器面临着安装成本较高的问题?研究表明?为了达到供暖建筑智慧化监测的目的?室内温度?简称室温?传感器覆盖率至少达到?然而由于成本等因素的影响?该安装比例在实际工程中仍然难以实现?并且存在室内温度传感器精度低等问题?进一步降低传感器安装成本?提高建筑供暖系统室温测量精度仍是目前亟待解决的问题?近年来?大量国内外学者对建筑温度监控进行了研究?程雪?使用机器学习的手段?基于建筑综合因素和环境因素?提出了合适的室温测量方案?等人?提

4、出一种基于机器人的移动传感系统来实现高分辨率的温度监测?但是该方法成本较高?不适用于工程应用?等人?改进了一种使用低成本传感器网络的室内环境监测系统?该系统通过收集温度?湿度等数据?并利用数据分析算法?实现对室内环境的实时监测和控制?具有良好的实用性和经济性?等人?探讨了在智慧建筑中进行室温预测时传感器的选择问题?使用了传统的监测方法和机器学习技术来预测温度?并通过对比两种方法的结果?得出了传感器的最佳选择方案?但是以上研究存在着建设成本高?投入大等问题?部分学者提出红外遥感的测温方法?杨旭东等人?提出了一种使用红外遥感技术获取室温的方法?该方法通过获取建筑物外表面的红外热图像推算出室内温度?

5、这种方法可以减少在室内安装温度感应器?从而降低了成本?实现对室内温度的快速准?第?卷?第?期?年?月煤 气 与 热 力?确测量?何亚洲?提出了一种基于透视变换和双线性插值算法的图像畸变校正方法?并采用多项式拟合和残差分析法进行测温误差分析?该方法可以有效提高红外热成像测量的精度和可靠性?乐思扬?针对无人机红外遥感干扰因素多的问题进行研究?提出了先校核参数?其次大面积倾角拍摄?最后计算真实温度的操作流程?从而实现精确测量?显著提高了红外测温精度?等人?提出了一种基于无人机热成像技术的建筑物外围结构热性能检测方法?该方法使用无人机采集建筑物的热成像图像?基于三维模型生成算法将图像转换为三维模型?并

6、对模型进行表面网格划分和热特性计算?该方法可以为建筑物热性能检测提供一种高效?准确的技术手段?综上所述?为了提高红外遥感建筑测温的精度?降低建筑热环境监控成本?本文提出一种基于无人机红外遥感测温方法?该方法可以减少室内温度传感器使用数量?通过选定目标建筑部分区域作为基准区域?使用温度传感器测量基准区域基准房间的实际室温?并使用无人机红外遥感测量所有房间的外窗温度?以此为基础计算确定除基准区域基准房间之外的房间的室温?无人机红外遥感测温方法?无人机红外遥感测温原理无人机红外遥感测温基于红外热成像测温技术?该技术通过接受物体发射的红外辐射能计算待测物体温度?是一种快速?非接触的测温技术?本文提出的无人机红外遥感测温方法以测量房间室温为目标?设置基准房间?在基准房间内布置室内温度传感器获取基准房间实际室温?通过使用无人机红外遥感测温测量待测房间和基准房间的外窗温度?由式?计算待测房间的计算室温?式中?待测房间计算室温?基准房间室温?待测房间外窗温度?由无人机红外遥感测温获取?基准房间外窗温度?由无人机红外遥感测温获取?对于基准房间室温?如果基准房间属于某基准区域?则基准房间室温由室内温度传感