[發(fā)明專利]一種基于距離的紅外熱成像測溫度補償方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202211147141.7
• 申請日: 2022-09-19
• 公開（公告）號: CN115420385A
• 公開（公告）日: 2022-12-02
• 發(fā)明（設計）人: 薛琦;吳小帥;孫鋼燦;莊伯宇;焦戰(zhàn)威;王浩宇
• 申請（專利權(quán)）人: 鄭州大學;鄭州大學產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究院有限公司;鄭州海威光電科技有限公司;河南締云科技有限公司
• 主分類號: G01J5/48
• 分類號: G01J5/48;G01J5/53;G01J5/70;G01J5/80
• 代理公司: 河南大象律師事務所 41129
• 代理人: 尹周

1.一種基于距離的紅外熱成像測溫度補償方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1、獲得物體與紅外熱像儀的實際距離；

S2、獲得不同距離的紅外熱像儀的測量溫度；

S3、距離和溫度測量值代入求多項式回歸方程；

S4、回歸方程與多光譜圖像采集系統(tǒng)結(jié)合，進行溫度補償，所述多光譜圖像采集系統(tǒng)由1紅外熱像儀和1個可見光相機構(gòu)成。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于距離的紅外熱成像測溫度補償方法，其特征在于，所述S1中，首先是采用可見光和紅外攝像頭，捕捉到物體，使用圖像處理算法實現(xiàn)特征的定位和匹配，然后根據(jù)視覺視差測量原理，得到物體的距離，在相機參數(shù)方面應該盡量使紅外熱像儀的鏡頭參數(shù)和可見光相機的鏡頭參數(shù)相一致，并且盡量使紅外熱像儀和可見光相機的光軸平行，基線距離不變。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于距離的紅外熱成像測溫度補償方法，其特征在于，所述S2中，使用黑體輻射源，將黑體設置為一個高于環(huán)境溫度的固定溫度，等待黑體輻射源的溫度穩(wěn)定，然后將黑體輻射源放置在距離紅外熱像儀不同位置上，讀出紅外熱像儀的溫度測量值并記錄下來，并記錄此時的距離值。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于距離的紅外熱成像測溫度補償方法，其特征在于，所述S3中，根據(jù)S1、S2獲取的距離值和溫度值，將測量值分為兩部分，一部分值用來求出多項式回歸方程，另一部分值用來測試回歸方程準確性，根據(jù)所測得溫度值和距離值，代入多項式回歸方程中，逐次增加d的次冪，當?shù)玫降幕貧w方程與所測值擬合效果比較緊密的時候，求出此時的多項式回歸方程的系數(shù)。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于距離的紅外熱成像測溫度補償方法，其特征在于，所述S4中，當回歸方程求出后，將回歸方程對紅外熱像儀的測量示數(shù)進行溫度補償，便能夠得到較為準確的溫度測量值，這樣便可以能夠提高紅外熱像儀的測溫精度。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于距離的紅外熱成像測溫度補償方法，其特征在于，所述S3中，將測得溫差數(shù)據(jù)和距離進行擬合，使用一元多項式回歸方程進行求解系數(shù)a₀....a_n

求其殘差平方和為：

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種基于距離的紅外熱成像測溫度補償方法，其特征在于，選取a₀，a₁，a₂，...a_n，將Q(a₀，a₁，...a_n)值最小，那么將Q對a_n求偏導數(shù)，并將偏導數(shù)等于0，則有：

進而求出其系數(shù)a₀，a₁，a₂，...a_n，

其中對于多項式回歸方程的n值求解，將n值從1遞增，并求出不同的n值對應的回歸函數(shù)的平均誤差MAE，MAE表達式如下：

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種基于距離的紅外熱成像測溫度補償方法，其特征在于，當平均誤差MAE(n₁)＞MAE(n₂)＜MAE(n₃)，且擬合函數(shù)的曲線與實驗數(shù)據(jù)結(jié)合緊密；那么n₂對應的n值便為所求多項式回歸方程的最高次冪，然后將回歸方程的系數(shù)a₀，a₁，a₂，...a_n得到最終將測溫公式求出如下：