[發明專利]一種手持紅外熱像儀及其對小目標快速鎖定測距的方法

有效

• 申請號: 201410426808.6
• 申請日: 2014-08-27
• 公開（公告）號: CN104155006B
• 公開（公告）日: 2017-03-01
• 發明（設計）人: 趙坤;張智杰;郭曉東;孫鋼波;王波;王晨晟
• 申請（專利權）人: 湖北久之洋紅外系統股份有限公司
• 主分類號: G01J5/00
• 分類號: G01J5/00;G01S17/08;H04N7/18
• 代理公司: 武漢凌達知識產權事務所(特殊普通合伙)42221
• 代理人: 劉念濤,宋國榮

技術領域

本發明屬于紅外熱成像技術領域，具體涉及一種基于Linux系統的手持紅外熱像儀，以及其對小目標快速鎖定測距的方法。

背景技術

隨著電子技術和嵌入式技術的飛速發展，各種移動終端硬件平臺性能的迅猛提升，技術的發展對手持便攜式紅外熱像儀的產品也提出了新的需求，手持紅外熱像儀正朝著單機系統化，小型化，多功能化的方向發展。要求在紅外成像的基礎上，集成了CCD攝像機、激光測距、藍牙、GPS、磁羅盤、無線通信等外設。

目前各個單一傳感器都被廣泛應用，必須將多外設、多數據統籌管理，這就急需一種操作系統來調配，將激光、紅外、可見光集為一體，并充分利用各傳感器的優勢，融合各傳感器的數據，實現迅速、有效的觀察和監控，準確定位目標位置。該技術對前方監視、人員搜索、林火監控等領域尤其重要，將廣泛的應用在軍事偵察、民用檢測等領域。

在手持紅外熱像儀應用中，如何將圖像數據和激光測距功能充分的利用，并減小功耗，是急需解決的難題。

其中，激光測距首先是對激光發射器充電，再通過激光發射器發射調制光信號，到達測量目標后，經過漫反射返回到接收目鏡中，接收器將光信號轉換為電信號，然后計算目標的距離。從能量的角度來說，是首先充電，最后放電的過程。若能快速準確的測出小目標有利于減低功耗。而其小目標很難瞄準，經常因抖動偏離了激光光軸的中心，很難接收到漫反射的信號。這一方面造成了目標測距的困難，使手持設備的易用性大幅降低，同時也造成激光測距儀總是處于充電放電過程中，造成功耗升高。

因此，減小抖動帶來圖像晃動引起目標尤其小目標難以鎖定，是必須要解決的關鍵技術。通過提供穩定的圖像，能對目標進行快速準確定位，并可以減小激光測距過程的功耗。因而研究小目標的快速鎖定測距技術具有很重要的意義。

發明內容

本發明的一個目的是提供一種基于Linux系統的手持紅外熱像儀，增加手持紅外的功能性，以豐富手持紅外的外設和用途，提供更好的圖像質量和目標探測能力。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：一種手持紅外熱像儀，包括用于獲取目標場景可見光圖像信息的可見光攝像機、用于獲取目標場景紅外圖像信息的紅外成像傳感器、用于獲取目標距離信息的激光測距儀、用于給出當前設備的經緯度坐標信息的GPS模塊、用于提供短程控制接口和數字傳輸，支持手機等終端控制的藍牙模塊、用于給出當前設備的姿態信息的磁羅盤模塊、用于無線傳輸視頻、數字信號以及感興趣的特征量，進行多設備互連的無線傳輸模塊以及用于圖像和數據信息顯示的LED顯示屏，還包括Linux系統嵌入式信號控制板，用于對整個設備里的模塊控制，完成雙路視頻采集、激光測距儀發射控制，以及對藍牙模塊、磁羅盤模塊、MEMS微陀螺、GPS模塊、無線傳輸模塊的功能控制，以及數據傳輸和共享，還包括MEMS微陀螺，用于測量熱像儀的角位移和角速度，通過SPI將信號傳遞給單片機，單片機通過串口定時發送給Linux系統嵌入式信號控制板。

所述的一種手持紅外熱像儀，其Linux系統嵌入式信號控制板包括AD轉換模塊、VPIF接口、存儲模塊、ARM芯片、DSP、視頻轉換模塊、USB接口模塊、UART接口、I2C總線、以太網接口、FPGA芯片以及串口，所述的AD轉換模塊輸入端與可見光攝像機、紅外成像傳感器和I2C總線連接，AD轉換模塊輸出端與VPIF接口連接，所述的VPIF接口的輸出端與存儲模塊連接，所述的存儲模塊的輸入端與ARM芯片和DSP連接，存儲模塊的輸出端與視頻轉換模塊連接，所述的ARM芯片還分別與USB接口模塊、藍牙模塊、無線傳輸模塊、UART接口、I2C總線、以太網接口以及FPGA芯片連接，所述的DSP與存儲模塊連接，所述的視頻轉換模塊的輸入端與I2C總線連接，視頻轉換模塊的輸出端與LED顯示屏連接，所述的USB接口模塊與ARM芯片連接，所述的UART接口分別與ARM芯片和FPGA芯片連接，所述的I2C總線的輸出端與AD轉換模塊和視頻轉換模塊，所述的FPGA芯片與激光測距儀，GPS模塊、MEMS微陀螺、磁羅盤模塊連接，FPGA芯片與串口連接。

本發明的又一個目的是提供一種使用上述紅外熱像儀對小目標的快速鎖定測距方法，該方法快速、能耗低，能進一步得到目標的三維信息。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：一種基于權利要求1所述手持紅外熱像儀對小目標快速鎖定測距的方法，包括如下步驟：

一）雙路視頻實時采集，并轉化為數字視頻，獲取場景信息