單通道可見(jiàn)光與紅外圖像采集融合監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及雙光譜圖像監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，尤其涉及一種單通道可見(jiàn)光與紅外圖像采集融合監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。
[0002]
【背景技術(shù)】
[0003]在某些工業(yè)設(shè)備狀態(tài)監(jiān)控領(lǐng)域中，需要在觀察識(shí)別目標(biāo)物外觀的同時(shí)又能得到目標(biāo)物體的溫度分布信息，這種雙光譜圖像融合技術(shù)能夠直觀生動(dòng)、快速準(zhǔn)確的識(shí)別發(fā)熱目標(biāo)物體的整體形態(tài)及溫度分布，可以顯著提升目標(biāo)識(shí)別及狀態(tài)監(jiān)測(cè)效率。目前國(guó)內(nèi)外對(duì)于可見(jiàn)光和紅外圖像雙光譜融合的系統(tǒng)都采用了兩套各自獨(dú)立的光學(xué)通道設(shè)計(jì)方案，雙光學(xué)通道物理上不同軸，視場(chǎng)上必然存在偏差，使用時(shí)必須針對(duì)不同距離的目標(biāo)進(jìn)行配準(zhǔn)適配。這種雙光學(xué)通道系統(tǒng)只有目標(biāo)物距離不變時(shí)時(shí)才能實(shí)現(xiàn)兩幅圖像的準(zhǔn)確配準(zhǔn)融合，而當(dāng)相機(jī)和目標(biāo)相對(duì)位置發(fā)生改變時(shí)，必須進(jìn)行重新配準(zhǔn)，現(xiàn)有的任何處理器都無(wú)法實(shí)現(xiàn)同視場(chǎng)運(yùn)動(dòng)目標(biāo)不同距離的雙光譜圖像的實(shí)時(shí)配準(zhǔn)融合。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中傳統(tǒng)雙光路監(jiān)測(cè)系統(tǒng)存在的雙光實(shí)時(shí)配準(zhǔn)融合的缺陷，提供一種可實(shí)現(xiàn)雙光譜高準(zhǔn)確度的實(shí)時(shí)融合的單通道可見(jiàn)光與紅外圖像采集融合監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。
[0005]本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是:
提供一種單通道可見(jiàn)光與紅外圖像采集融合監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，包括雙波段前端光學(xué)鏡頭、分光器、可見(jiàn)光圖像傳感器和紅外圖像傳感器；
所述雙波段前端光學(xué)鏡頭設(shè)置在單通道的前端，分光器設(shè)置在該雙波段前端光學(xué)鏡頭的后方，分光器將光分為兩束，其中一束光為透射的紅外光束，通過(guò)紅外圖像傳感器接收，另一束光為反射的可見(jiàn)光光束，通過(guò)可見(jiàn)光圖像傳感器接收；
該監(jiān)測(cè)系統(tǒng)還包括可見(jiàn)光圖像傳感器驅(qū)動(dòng)與數(shù)據(jù)采集電路和可見(jiàn)光信號(hào)處理電路，所述可見(jiàn)光圖像傳感器接收的可見(jiàn)光經(jīng)采集、處理后，通過(guò)通訊傳輸電路發(fā)送出去；
該監(jiān)測(cè)系統(tǒng)還包括紅外圖像傳感器驅(qū)動(dòng)與數(shù)據(jù)采集電路和紅外信號(hào)處理電路，所述紅外圖像傳感器接收的紅外光經(jīng)采集、處理后，通過(guò)通訊傳輸電路發(fā)送出去。
[0006]本發(fā)明所述的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中，所述可見(jiàn)光信號(hào)處理電路和所述紅外信號(hào)處理電路集成在一個(gè)電路板上。
[0007]本發(fā)明所述的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中，該監(jiān)測(cè)系統(tǒng)還包括反射器，設(shè)置在所述分光器與所述可見(jiàn)光圖像傳感器之間，改變所述分光器反射的可見(jiàn)光的光路，使可見(jiàn)光入射到所述可見(jiàn)光圖像傳感器的探測(cè)陣列上。
[0008]本發(fā)明所述的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中，所述可見(jiàn)光圖像傳感器前方還設(shè)有波段調(diào)整器。
[0009]本發(fā)明所述的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中，所述可見(jiàn)光圖像傳感器為可見(jiàn)光CMOS或(XD。
[0010]本發(fā)明所述的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中，所述紅外圖像傳感器為紅外UFPA探測(cè)器。
[0011]本發(fā)明產(chǎn)生的有益效果是:本發(fā)明采用單一光學(xué)通道設(shè)計(jì)，通過(guò)將雙波段前端光學(xué)鏡頭設(shè)置在單通道的前端，并通過(guò)分光器將光分為兩束，其中透射的紅外光束通過(guò)紅外圖像傳感器接收，反射的可見(jiàn)光光束通過(guò)可見(jiàn)光圖像傳感器接收；再分別采集和處理紅外光和可見(jiàn)光，最后實(shí)現(xiàn)雙光融合輸出。本發(fā)明保證了可見(jiàn)光、紅外光物理上的絕對(duì)同軸，無(wú)論目標(biāo)遠(yuǎn)或近、靜或動(dòng)都能實(shí)現(xiàn)雙光譜高準(zhǔn)確度的實(shí)時(shí)融合。
[0012]
【附圖說(shuō)明】
[0013]下面將結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明，附圖中:
圖1是本發(fā)明實(shí)施例單通道可見(jiàn)光與紅外光雙波段圖像融合系統(tǒng)組成示意圖；
圖2是本發(fā)明實(shí)施例單通道可見(jiàn)光與紅外光雙波段圖像融合系統(tǒng)電路原理框圖；
圖3是本發(fā)明實(shí)施例單通道可見(jiàn)光與紅外光雙波段圖像融合系統(tǒng)底層嵌入式軟件結(jié)構(gòu)框圖；
圖4是本發(fā)明實(shí)施例單通道可見(jiàn)光與紅外光雙波段圖像融合系統(tǒng)中全雙波段前端光學(xué)鏡頭的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖5是本發(fā)明實(shí)施例單通道可見(jiàn)光與紅外光雙波段圖像融合中的波段調(diào)整器的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014]
【具體實(shí)施方式】
[0015]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0016]本發(fā)明實(shí)施例的單通道圖像融合系統(tǒng)是以單通道同時(shí)對(duì)目標(biāo)進(jìn)行雙波段光學(xué)成像，并通過(guò)對(duì)可見(jiàn)光和長(zhǎng)波紅外圖像的像素級(jí)融合實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)的視覺(jué)信息和溫度信息的實(shí)時(shí)分辨。因此，該系統(tǒng)光學(xué)成像部分的作用是通過(guò)單一光學(xué)成像孔徑，也即光學(xué)單通道，同時(shí)接收目標(biāo)反射或發(fā)射的可見(jiàn)光波段和紅外波段的光波能量，將其通過(guò)光學(xué)變換分別清晰地成像在系統(tǒng)的光傳感器上，如可見(jiàn)光CMOS或CXD和紅外UFPA探測(cè)器上。
[0017]如圖1所示，本發(fā)明實(shí)施例的單通道可見(jiàn)光與紅外圖像采集融合監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，包括雙波段前端光學(xué)鏡頭10、分光器20、可見(jiàn)光圖像傳感器40和紅外圖像傳感器30。
[0018]雙波段前端光學(xué)鏡頭10設(shè)置在單通道的前端，能將兩個(gè)波段的光能量同時(shí)匯聚在后續(xù)的分光器20上；雙波段前端光學(xué)鏡頭10的結(jié)構(gòu)如圖4所示，可見(jiàn)光調(diào)整鏡頭結(jié)構(gòu)示意圖如圖5所不。分光器20設(shè)置在該雙波段前端光學(xué)鏡頭的后方，分光器20將光分為兩束，其中一束光為透射的紅外光束，通過(guò)紅外圖像傳感器30接收，另一束光為反射的可見(jiàn)光光束，通過(guò)可見(jiàn)光圖像傳感器40接收。本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，可見(jiàn)光圖像傳感器40可選擇可見(jiàn)光CMOS或(XD，紅外圖像傳感器30可選用紅外UFPA探測(cè)器。
[0019]如圖2所示，該監(jiān)測(cè)系統(tǒng)還包括可見(jiàn)光圖像傳感器的驅(qū)動(dòng)與數(shù)據(jù)采集電路80和可見(jiàn)光信號(hào)處理電路51可見(jiàn)光圖像傳感器40接收的可見(jiàn)光經(jīng)采集、處理后，形成可見(jiàn)光圖像信息，通過(guò)通訊傳輸電路發(fā)送出去。
[0020]該監(jiān)測(cè)系統(tǒng)還包括紅外圖像傳感器的驅(qū)動(dòng)與數(shù)據(jù)采集電路90和紅