[發(fā)明專利]一種手持紅外熱像儀及其對(duì)小目標(biāo)快速鎖定測(cè)距的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410426808.6
• 申請(qǐng)日: 2014-08-27
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104155006B
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-03-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 趙坤;張智杰;郭曉東;孫鋼波;王波;王晨晟
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 湖北久之洋紅外系統(tǒng)股份有限公司
• 主分類號(hào): G01J5/00
• 分類號(hào): G01J5/00;G01S17/08;H04N7/18
• 代理公司: 武漢凌達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)事務(wù)所(特殊普通合伙)42221
• 代理人: 劉念濤,宋國(guó)榮

1.一種手持紅外熱像儀，其特征在于：包括用于獲取目標(biāo)場(chǎng)景（001）可見(jiàn)光圖像信息的可見(jiàn)光攝像機(jī)（101）、用于獲取目標(biāo)場(chǎng)景（001）紅外圖像信息的紅外成像傳感器（102）、用于獲取目標(biāo)距離信息的激光測(cè)距儀（103）、用于給出當(dāng)前設(shè)備的經(jīng)緯度坐標(biāo)信息的GPS模塊（104）、用于提供短程控制接口和數(shù)字傳輸，支持手機(jī)等終端控制的藍(lán)牙模塊（105）、用于給出當(dāng)前設(shè)備的姿態(tài)信息的磁羅盤模塊（107）、用于無(wú)線傳輸視頻、數(shù)字信號(hào)以及感興趣的特征量，進(jìn)行多設(shè)備互連的無(wú)線傳輸模塊（108）以及用于圖像和數(shù)據(jù)信息顯示的LED顯示屏（110），還包括Linux系統(tǒng)嵌入式信號(hào)控制板（109），用于對(duì)整個(gè)設(shè)備里的模塊控制，完成雙路視頻采集、激光測(cè)距儀（103）發(fā)射控制，以及對(duì)藍(lán)牙模塊（105）、磁羅盤模塊（107）、MEMS微陀螺（106）、GPS模塊（104）、無(wú)線傳輸模塊（108）的功能控制，以及數(shù)據(jù)傳輸和共享，還包括MEMS微陀螺（106），用于測(cè)量熱像儀的角位移和角速度，通過(guò)SPI將信號(hào)傳遞給單片機(jī)，單片機(jī)通過(guò)串口定時(shí)發(fā)送給Linux系統(tǒng)嵌入式信號(hào)控制板（109）。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種手持紅外熱像儀，其特征在于，所述的Linux系統(tǒng)嵌入式信號(hào)控制板（109）包括AD轉(zhuǎn)換模塊（109.1）、VPIF接口（109.2）、存儲(chǔ)模塊（109.3）、ARM芯片（109.4）、DSP（109.5）、視頻轉(zhuǎn)換模塊（109.6）、USB接口模塊（109.7）、UART接口（109.8）、I2C總線（109.9）、以太網(wǎng)接口（109.10）、FPGA芯片（109.11）以及串口（109.12），所述的AD轉(zhuǎn)換模塊（109.1）輸入端與可見(jiàn)光攝像機(jī)（101）、紅外成像傳感器（102）和I2C總線（109.9）連接，AD轉(zhuǎn)換模塊（109.1）輸出端與VPIF接口（109.2）連接，所述的VPIF接口（109.2）的輸出端與存儲(chǔ)模塊（109.3）連接，所述的存儲(chǔ)模塊（109.3）的輸入端與ARM芯片（109.4）和DSP（109.5）連接，存儲(chǔ)模塊（109.3）的輸出端與視頻轉(zhuǎn)換模塊（109.6）連接，所述的ARM芯片（109.4）還分別與USB接口模塊（109.7）、藍(lán)牙模塊（105）、無(wú)線傳輸模塊（108）、UART接口（109.8）、I2C總線（109.9）、以太網(wǎng)接口（109.10）以及FPGA芯片（109.11）連接，所述的DSP（109.5）與存儲(chǔ)模塊（109.3）連接，所述的視頻轉(zhuǎn)換模塊（109.6）的輸入端與I2C總線（109.9）連接，視頻轉(zhuǎn)換模塊（109.6）的輸出端與LED顯示屏（110）連接，所述的USB接口模塊（109.7）與ARM芯片（109.4）連接，所述的UART接口（109.8）分別與ARM芯片（109.4）和FPGA（109.11）芯片連接，所述的I2C總線（109.9）的輸出端與AD轉(zhuǎn)換模塊（109.1）和視頻轉(zhuǎn)換模塊（109.6），所述的FPGA芯片（109.11）與激光測(cè)距儀（103），GPS模塊（104）、MEMS微陀螺（106）、磁羅盤模塊（107）連接，F(xiàn)PGA芯片（109.11）與串口（109.12）連接。

3.一種基于權(quán)利要求1所述手持紅外熱像儀對(duì)小目標(biāo)快速鎖定測(cè)距的方法，其特征在于，包括如下步驟：

一）實(shí)時(shí)采集雙路視頻，并轉(zhuǎn)化為數(shù)字視頻，獲取場(chǎng)景信息

通過(guò)ARM端主控程序?qū)PIF模塊進(jìn)行控制管理，用于模擬視頻的采集，通過(guò)AD轉(zhuǎn)換將模擬視頻轉(zhuǎn)成數(shù)字視頻，利用DSP（109.5）端完成算法處理和視頻的H.264格式的壓縮編碼得到視頻流文件，同時(shí)得到紅外和可見(jiàn)光的原始視頻數(shù)據(jù)，用于下一步目標(biāo)的獲取和電子穩(wěn)像；

二）對(duì)感興趣目標(biāo)的定位，獲取目標(biāo)的信息

通過(guò)圖像信息直接判讀當(dāng)前手持設(shè)備移動(dòng)速度，或者利用MEMS微陀螺（106）數(shù)據(jù)來(lái)判斷當(dāng)前的加速度值，通過(guò)這些數(shù)據(jù)判讀當(dāng)前在快速粗略定位還是在精確定位中；

三）小目標(biāo)的快速鎖定

通過(guò)圖像給出小目標(biāo)的具體位置以及圖像像素的位置，通過(guò)像素的位置指示，移動(dòng)在圖像中心，通過(guò)按鍵觸發(fā)鎖定圖像，并將小目標(biāo)的信息存儲(chǔ)，同時(shí)在目標(biāo)鎖定階段，完成對(duì)激光充電過(guò)程的觸發(fā)，即對(duì)激光測(cè)距儀進(jìn)行充電過(guò)程，進(jìn)行激光待發(fā)準(zhǔn)備；

四）目標(biāo)的快速測(cè)距，得到測(cè)量結(jié)果

根據(jù)目標(biāo)的位置信息，通過(guò)DSP（109.5）進(jìn)行數(shù)字圖像處理得到目標(biāo)離光軸中心的位置，給出目標(biāo)的偏移量，并通過(guò)計(jì)算激光的發(fā)散角，得到可獲取目標(biāo)距離的角度范圍，當(dāng)目標(biāo)在可擊中的范圍時(shí)，快速發(fā)射激光，計(jì)算目標(biāo)距離，關(guān)閉激光電源，達(dá)到減小功耗目的。