[發(fā)明專利]一種確定紅外熱像儀鏡頭平面與被測平面之間夾角的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010136732.5
• 申請日: 2010-03-30
• 公開（公告）號: CN101825448A
• 公開（公告）日: 2010-09-08
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳樂;吳娟;孫堅;富雅瓊;鄭恩輝;杭慶彪
• 申請（專利權(quán)）人: 中國計量學院
• 主分類號: G01B11/26
• 分類號: G01B11/26
• 代理公司: 杭州求是專利事務(wù)所有限公司 33200
• 代理人: 林懷禹

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種角度測量方法，尤其是涉及一種確定紅外熱像儀鏡頭平面 (焦平面)與被測平面之間測量角度的方法。

背景技術(shù)

紅外熱像儀以其非接觸、快速、大面積測量溫度的優(yōu)點已被廣泛的應(yīng)用于工 業(yè)現(xiàn)場關(guān)鍵點的溫度測量和監(jiān)測。紅外熱像儀鏡頭與被測平面之間的夾角，即 紅外熱像儀的測量角度直接影響著紅外熱像儀的測溫精度。但是由于工業(yè)現(xiàn)場 的具體環(huán)境比較復雜，無法保證紅外熱像儀正對目標平面進行測量，從而產(chǎn)生 熱像儀測量角度引起的誤差。現(xiàn)有的紅外熱像儀不具備測量熱像儀與被測平面 夾角的功能，傳統(tǒng)的接觸式測量方法也不適用于工業(yè)現(xiàn)場的角度測量，因此不 能得到熱像儀的測量角度，進而補償測量角度引起的誤差。本發(fā)明涉及測量紅 外熱像儀與目標平面之間夾角的測量方法。

發(fā)明內(nèi)容

鑒于上述存在的問題，本發(fā)明的目的在于提供一種測量紅外熱像儀鏡頭平面 與被測平面之間所成的測量角度的方法。

本發(fā)明的主要原理是基于幾何光學的原理。在鏡頭與規(guī)則圖形圖靶(圓形或 正多邊形)所在的被測平面成α角度測量時，規(guī)則圖形圖靶所成的像會發(fā)生形 變。所成像的形變程度隨著測量角度的變化而變化。通過檢測像的形變程度確 定熱像儀鏡頭平面與被測平面所成的測量角度。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：該方法依次包含以下步驟：

1)將規(guī)則圖形圖靶貼在被測平面測量區(qū)域；

2)將紅外熱像儀安裝在三腳架上，放置于被測平面前方，規(guī)則圖形圖靶材 料發(fā)射率與被測平面發(fā)射率不同，對準規(guī)則圖形圖靶對被測平面測量區(qū)域進行 測量，并儲存紅外圖像；

3)通過圖像檢測方法，得到紅外圖像中的六個特殊點；

4)由檢測到的六個特殊點求出一個橢圓的方程；

5)將橢圓做旋轉(zhuǎn)運算，將旋轉(zhuǎn)后的橢圓整理成橢圓的標準方程形式，求出 橢圓的長軸、短軸的值；

6)由橢圓短軸與長軸之比計算熱像儀鏡頭平面與被測平面的夾角。

所述的規(guī)則圖形圖靶為多于六邊的正多邊形或圓形。

所述的通過圖像檢測方法，得到紅外圖像中的六個特殊點，若所述的規(guī)則 圖形圖靶為多于六邊的正多邊形，則通過圖像檢測方法，檢測得到多邊形的任 意六個頂點坐標；若所述的規(guī)則圖形圖靶為圓形，則通過圖像檢測方法，檢測 得到圖形邊緣上的任意六個點的坐標。

所述的由檢測到的六個特殊點求出一個橢圓方程，該橢圓方程由六個公式 Ax²+2Bxy+Cy²+Dx+Ey+F＝0組成的線性方程組求出，其中A、B、C、D、E、F 均為橢圓方程系數(shù)。

所述的將橢圓做旋轉(zhuǎn)運算包含以下步驟；

確定旋轉(zhuǎn)角度旋轉(zhuǎn)角度通過如下公式計算，

其中，A、B、C為第4)步驟中求出的橢圓方程的系數(shù)，

若B為0，則為0，不需要進行旋轉(zhuǎn)；若B不為0，將橢圓方程做如下變 換：

得到旋轉(zhuǎn)后的橢圓方程。

第5)步驟中橢圓的標準方程形式為

(x′-u)2a2+(y′-v)2b2=1]]>

其中x′、y′為變換后的坐標；u、v為橢圓的中心；a、b分別為橢圓的長軸 或短軸，由a、b的長短決定哪個是長軸，由橢圓方程系數(shù)A、B、C、D、E、F 及表示。

熱像儀鏡頭平面與被測平面的夾角α根據(jù)下式計算得到：

Cosα＝a/b，當a為短軸，b為長軸；