[發明專利]一種熱像儀的被動測距方法

在審

• 申請號: 202011548308.1
• 申請日: 2020-12-24
• 公開（公告）號: CN112666542A
• 公開（公告）日: 2021-04-16
• 發明（設計）人: 李同磊;徐仰惠;祝清雷;于飛;呂俊杰
• 申請（專利權）人: 山東神戎電子股份有限公司
• 主分類號: G01S11/12
• 分類號: G01S11/12
• 代理公司: 濟南泉城專利商標事務所 37218
• 代理人: 趙玉鳳

本發明公開一種熱像儀的被動測距方法，本方法首先通過控制電路控制紅外變焦鏡頭從最廣角變倍到最長焦，根據細分需要記錄變倍過程中的視場角，然后根據已知的熱像機芯像元大小，計算典型目標在各個視場角下不同距離的測距線長度、不同測距線對應的目標與熱像儀的實際距離。使用時，選擇要測距的典型目標，然后根據當前紅外變焦鏡頭的視場角，由熱像機芯將當前視場角對應的一系列測距線疊加到視頻上；將目標和視頻上的一系列測距線進行比對，選擇最接近目標大小的測距線，則其對應的目標與熱像機芯的實際距離就是目標測距距離。本發明不發射任何光束，完全依靠目標在熱像儀上的成像，進行被動測距。

技術領域

本發明涉及一種熱像儀的被動測距方法，屬于激光測距技術領域。

背景技術

任何溫度超過絕對零度即-273℃的物體都會輻射熱，輻射出的波長與其溫度成反比。熱像儀就是根據探測到的物體的輻射能量的高低，經系統處理轉變為目標物體的熱圖像，以灰度級或偽彩色顯示出來，即根據被測目標的溫度分布從而判斷物體所處的狀態。

近些年隨著熱像儀成本的不斷下降，熱像儀在很多領域得到了廣泛應用。在使用過程中，有很多需求不但要求能觀察到目標，而且要求知道目標的距離。常用的方法是增加激光測距機，其原理是主動發射一束激光到目標物體上，然后接收物體反射的激光計算出距離。其測距精度高，但成本也高，尤其是遠距離的激光測距機價格昂貴，且對于運動目標由于很難瞄準，因此難以實現實時測距。且激光測距機發射的激光能夠被攝像機捕捉到，容易暴露自己，也不符合某些要求隱蔽觀察的場所。

發明內容

針對現有技術的缺陷，本發明提供一種熱像儀的被動測距方法，不發射任何光束，完全依靠目標在熱像儀上的成像，進行被動測距。

為了解決所述技術問題，本發明采用的技術方案是：一種熱像儀的被動測距方法，所述熱像儀包括紅外變焦鏡頭、熱像機芯和控制電路，本方法包括以下步驟：

S01）、通過控制電路控制紅外變焦鏡頭從最廣角變倍到最長焦或者從最長焦變倍到最廣角，并根據細分需要記錄變倍過程中的視場角，記錄的視場角用作三維數組的第一維變量；

S02）、根據已知的熱像機芯像元大小，計算典型目標在各個視場角下不同距離的測距線長度、不同測距線對應的目標與熱像儀的實際距離，各個視場角下不同距離的測距線長度、不同測距線對應的目標與熱像機芯的實際距離分別作為三維數組的第二、三維變量，三維數組存儲在熱像機芯里；

S03）、使用時，選擇要測距的典型目標，然后根據當前紅外變焦鏡頭的視場角，由熱像機芯將當前視場角對應的一系列測距線疊加到視頻上；

S04）、將目標和視頻上的一系列測距線進行比對，選擇最接近目標大小的測距線，則其對應的目標與熱像機芯的實際距離就是目標測距距離。

進一步的，根據已知的熱像機芯像元大小，計算典型目標在各個視場角下不同距離的測距線長度的具體過程為：

S21）、設熱像機芯像元大小是a，單位為μm，鏡頭焦距為f，單位為mm，則鏡頭的視場角θ=2arctan[640×a/（2000×f）]；S22）、設一基礎距離L，L單位為m，計算典型目標在基礎距離下的張角α，α=2arctan(D/2L),D為典型目標的高度或寬度；根據相似三角形比例關系，目標在熱像機芯上的成像高度為整個畫面高度的α/θ倍，對應的測距線長度為畫面高度的α/θ；

S23）、保持鏡頭視場角θ不變，改變基礎距離L，重復步驟S21、S22，計算出某一視場角下典型目標相對熱像儀處于不同距離時對應的測距線長度；

S24）、改變鏡頭視場角，重復步驟S21、S22、S23，計算出多個視場角對應的典型目標相對熱像儀處于不同距離時對應的測距線長度。

進一步的，根據已知的熱像機芯像元大小，計算典型目標在各個焦距下不同距離的測距線長度的具體過程為：