一種提高熱紅外成像測(cè)溫精度的裝置及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及熱紅外成像測(cè)溫技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種提高熱紅外成像測(cè)溫精度的裝置及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]無(wú)論制冷型還是非制冷型熱紅外成像系統(tǒng)，在對(duì)常溫目標(biāo)進(jìn)行溫度測(cè)量時(shí)，距離影響都是一個(gè)至關(guān)重要的因素。一方面，距離變化會(huì)造成測(cè)量目標(biāo)和熱像儀之間的大氣透過(guò)率差異。另一方面，距離變化造成中間大氣本身輻射的差異。這些因素影響了對(duì)常溫目標(biāo)的測(cè)溫精度。
[0003]為了解決上述問(wèn)題，常規(guī)上均采用距離補(bǔ)償?shù)姆椒?。比如預(yù)算測(cè)定距離，再在測(cè)溫反演算法中進(jìn)行補(bǔ)償。或者在熱像儀系統(tǒng)上安裝距離傳感器，每次對(duì)測(cè)量結(jié)果進(jìn)行自動(dòng)補(bǔ)償。但是當(dāng)測(cè)量目標(biāo)是凹凸不平的物體時(shí)，由于僅采用測(cè)量目標(biāo)中一個(gè)點(diǎn)的距離參數(shù)進(jìn)行補(bǔ)償，這樣存在較大誤差。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種提高熱紅外成像測(cè)溫精度的裝置及方法，能夠?qū)崿F(xiàn)距離影響的精確修正。
[0005]第一方面，本發(fā)明提供了一種提高熱紅外成像測(cè)溫精度的裝置，包括深度相機(jī)、紅外熱像儀、分束器和數(shù)據(jù)處理單元；
[0006]所述深度相機(jī)中帶有主動(dòng)光源，所述主動(dòng)光源用于使用預(yù)設(shè)頻率的光脈沖對(duì)被測(cè)目標(biāo)進(jìn)行照射；
[0007]所述分束器距所述深度相機(jī)和所述紅外熱像儀的距離相等，所述分束器為半透半反分束器，所述分束器接收被測(cè)目標(biāo)反射的光脈沖和被測(cè)目標(biāo)的輻射信息，經(jīng)反射和透射分成相同的兩部分，其中透射部分進(jìn)入紅外熱像儀，反射部分進(jìn)入深度相機(jī)；
[0008]所述深度相機(jī)用于獲取被測(cè)目標(biāo)的深度圖像；
[0009]所述紅外熱像儀用于獲取被測(cè)目標(biāo)的熱紅外圖像；
[0010]所述數(shù)據(jù)處理單元用于將所述深度相機(jī)獲得的深度圖像和所述紅外熱像儀獲得的熱紅外圖像進(jìn)行匹配，利用深度圖像上每點(diǎn)的深度信息，對(duì)熱紅外圖像中每個(gè)測(cè)溫點(diǎn)的值進(jìn)行距離補(bǔ)償，實(shí)現(xiàn)距離影響的精確修正。
[0011]優(yōu)選地，所述主動(dòng)光源為近紅外光。
[0012]優(yōu)選地，所述裝置還包括濾波片轉(zhuǎn)輪，所述濾波片轉(zhuǎn)輪置于所述紅外熱像儀前端，通過(guò)旋轉(zhuǎn)濾波片轉(zhuǎn)輪獲得不同波段的熱紅外圖像。
[0013]優(yōu)選地，所述分束器的透射材料為溴化鉀，反射材料為金膜。
[0014]第二方面，本發(fā)明還提供了一種提高熱紅外成像測(cè)溫精度的方法，包括:
[0015]S1.深度相機(jī)上的主動(dòng)光源發(fā)射預(yù)設(shè)頻率的光脈沖對(duì)被測(cè)目標(biāo)進(jìn)行照射；
[0016]S2.經(jīng)被測(cè)目標(biāo)反射的光脈沖與被測(cè)目標(biāo)的輻射信息進(jìn)入分束器，經(jīng)反射和透射分成相同的兩部分；
[0017]S3.所述反射部分進(jìn)入深度相機(jī)，獲得被測(cè)目標(biāo)的深度圖像；
[0018]S4.所述透射部分進(jìn)入紅外熱像儀，獲得被測(cè)目標(biāo)的熱紅外圖像；
[0019]S5.將所述深度圖像和所述熱紅外圖像進(jìn)行匹配，利用深度圖像上每點(diǎn)的深度信息，對(duì)熱紅外圖像中每個(gè)測(cè)溫點(diǎn)的值進(jìn)行距離補(bǔ)償，實(shí)現(xiàn)距離影響的精確修正。
[0020]優(yōu)選地，所述步驟S4還包括:所述透射部分先經(jīng)過(guò)紅外熱像儀前置的濾波片轉(zhuǎn)輪，旋轉(zhuǎn)濾波片轉(zhuǎn)輪以獲得被測(cè)目標(biāo)不同波段的熱紅外圖像。
[0021]優(yōu)選地，旋轉(zhuǎn)濾波片轉(zhuǎn)輪以分別選用8-10微米和12-13微米的濾波片，獲得被測(cè)目標(biāo)8-10微米和12-13微米的熱紅外輻射。
[0022]本發(fā)明至少具有如下的有益效果:
[0023]本發(fā)明所述的裝置及方法可以提高熱紅外成像測(cè)溫精度，通過(guò)熱像儀和深度相機(jī)同步測(cè)量的方式，獲得每一個(gè)測(cè)溫點(diǎn)的距離參數(shù)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)距離影響精確修正。
【附圖說(shuō)明】
[0024]為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0025]圖1是本發(fā)明實(shí)施例一提供的提高熱紅外成像測(cè)溫精度的裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026]圖2是本發(fā)明實(shí)施例二提供的提高熱紅外成像測(cè)溫精度的裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027]圖3是本發(fā)明實(shí)施例三提供的提高熱紅外成像測(cè)溫精度的方法的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0028]為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整的描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0029]參見(jiàn)圖1，本發(fā)明實(shí)施例提出了一種提高熱紅外成像測(cè)溫精度的裝置，包括深度相機(jī)11、紅外熱像儀12、分束器13和數(shù)據(jù)處理單元14 ;
[0030]所述深度相機(jī)11中帶有主動(dòng)光源，所述主動(dòng)光源用于使用預(yù)設(shè)頻率的光脈沖對(duì)被測(cè)目標(biāo)進(jìn)行照射；
[0031]所述分束器13距所述深度相機(jī)和所述紅外熱像儀的距離相等，所述分束器為半透半反分束器，所述分束器接收被測(cè)目標(biāo)反射的光脈沖和被測(cè)目標(biāo)的輻射信息，經(jīng)反射和透射分成相同的兩部分，其中透射部分進(jìn)入紅外熱像儀，反射部分進(jìn)入深度相機(jī)；
[0032]所述深度相機(jī)11用于獲取被測(cè)目標(biāo)的深度圖像；
[0033]所述紅外熱像儀12用于獲取被測(cè)目標(biāo)的熱紅外圖像；
[0034]所述數(shù)據(jù)處理單元14用于將所述深度相機(jī)獲得的深度圖像和所述紅外熱像儀獲得的熱紅外圖像進(jìn)行匹配，利用深度圖像上每點(diǎn)的深度信息，對(duì)熱紅外圖像中每個(gè)測(cè)溫點(diǎn)的值進(jìn)行距離補(bǔ)償，實(shí)現(xiàn)距離影響的精確修正。
[0035]本發(fā)明實(shí)施例一所述的裝置可以提高熱紅外成像測(cè)溫精度，通過(guò)熱像儀和深度相機(jī)同步測(cè)量的方式，獲得每一個(gè)測(cè)溫點(diǎn)的距離參數(shù)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)距離影響精確修正。
[0036]本實(shí)施例二所述的裝置用于提高熱紅外圖像測(cè)溫的測(cè)量精度。通過(guò)實(shí)施例二提供的裝置，可以獲取被測(cè)目標(biāo)整幅圖像的深度信息，實(shí)現(xiàn)熱紅外圖像測(cè)溫距離影響的準(zhǔn)確修
IHo
[0037]圖2是本發(fā)明實(shí)施例二提供的提高熱紅外成像測(cè)溫精度的裝置的結(jié)構(gòu)示意圖，其中，I表示深度相機(jī)的主動(dòng)光源，2表示被測(cè)目標(biāo)，3表示分束器，4表示濾波片轉(zhuǎn)輪，5表示紅外熱像儀，6表示深度相機(jī)。
[0038]假設(shè)被測(cè)目標(biāo)2為形狀不規(guī)則的物體，使用本裝置對(duì)熱紅外圖像測(cè)溫進(jìn)行距離修
IHo
[0039]其中，深度相機(jī)主動(dòng)光源I使用特定頻率(能和被測(cè)目標(biāo)的熱輻射區(qū)別開(kāi)的頻率就可以)的光脈沖對(duì)被測(cè)目標(biāo)2進(jìn)行照射(優(yōu)選地，所述主動(dòng)光源I為近紅外光)；經(jīng)被測(cè)目標(biāo)2反射的光脈沖與被測(cè)目標(biāo)2的輻射信息進(jìn)入分束器3，經(jīng)反射和透射分成相同的兩部分；反射部分進(jìn)入深度相機(jī)6，經(jīng)過(guò)深度相機(jī)6處理得出被測(cè)目標(biāo)整幅圖像的深度信息；透射部分先經(jīng)過(guò)紅外熱像儀5前置的濾波片轉(zhuǎn)輪4，通過(guò)旋轉(zhuǎn)濾