[發明專利]一種基于距離的紅外熱成像測溫度補償方法

在審

• 申請號: 202211147141.7
• 申請日: 2022-09-19
• 公開（公告）號: CN115420385A
• 公開（公告）日: 2022-12-02
• 發明（設計）人: 薛琦;吳小帥;孫鋼燦;莊伯宇;焦戰威;王浩宇
• 申請（專利權）人: 鄭州大學;鄭州大學產業技術研究院有限公司;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

本發明屬于溫度補償領域，尤其是一種基于距離的紅外熱成像測溫度補償方法，針對現有的紅外熱像儀的測溫過程中，隨著被測物體與紅外熱像儀距離的不斷變化，使紅外熱像儀出現測溫精度降低，測溫示數不準確問題，現提出如下方案，其包括以下步驟：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、回歸方程與多光譜采集系統結合，進行溫度補償，本發明克服了傳統的紅外熱像儀在溫度測量時，測溫示數不準確的問題，僅僅利用可見光相機和紅外熱像儀便可以得到物體距離攝像頭的實際距離，并結合測溫公式，可以得到補償后的溫度示數，可以為紅外熱像儀提供精確的溫度測量。

技術領域

本發明涉及溫度補償技術領域，尤其涉及一種基于距離的紅外熱成像測溫度補償方法。

背景技術

目前使用紅外熱像儀進行溫度測量時，必須嚴格按照技術指標所規定的測溫環境中使用，一般而言，技術指標所規定的的環境是實驗室環境，但是在現實環境中，熱像儀使用的環境是與實驗室環境有較大差別，在紅外熱像儀現實使用環境中，環境溫度會隨著日出日落以及季節的變換會發生變化，這將會導致紅外熱像儀測溫精度發生變化。根據普朗克定律可以知道，任何表面溫度高于絕對零度的物體都會輻射出紅外能量，在紅外熱像儀的現實使用環境中，當煙霧，灰塵等附著在測溫物體表面，灰塵處在紅外熱像儀與測溫實體光路之間或者灰塵附著在紅外熱像儀的透鏡上，這些灰塵都會影響透光率，進而會使紅外熱像儀的測溫溫度降低。

由于紅外熱像儀在進行溫度測量時，當物體距離紅外熱像儀距離變化時，距離的變化會影響紅外熱像儀的角度場的大小，角度場的變化會影響熱像儀的輸出電壓進而會影響熱像儀的測溫精度。當距離超過熱像儀的出廠校準距離時，紅外熱像儀的測量溫度由兩部分組成，即被測物體的溫度和熱像儀視場內的其他物體的溫度組成，因此，紅外熱像儀的測溫精度在背景溫度的影響下，其測量的精度也會受到距離的影響，使所測溫度與物體實際溫度有差別。

發明內容

本發明的目的是為了解決現有技術中存在紅外熱像儀的測溫過程中，隨著被測物體與紅外熱像儀距離的不斷變化，使紅外熱像儀出現測溫精度降低，測溫示數不準確的缺點，而提出的一種基于距離的紅外熱成像測溫度補償方法。

為了實現上述目的，本發明采用了如下技術方案：

一種基于距離的紅外熱成像測溫度補償方法，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、紅外熱像儀和可見光相機多光譜特征匹配計算物體三維空間分布位置，根據回歸方程和分布位置計算出補償量，進行溫度補償，所述多光譜圖像采集系統由1紅外熱像儀和1個可見光相機構成。

優選的，所述S1中，首先是采用可見光和紅外攝像頭，捕捉到物體，然后根據三角測量，得到物體的距離，在相機參數方面應該盡量使紅外熱像儀的鏡頭參數和可見光相機的鏡頭參數相一致，并且使紅外熱像儀和可見光相機的光軸平行，基線距離不變。

優選的，所述S2中，使用黑體輻射源，將黑體設置為一個高于環境溫度的固定溫度，等待黑體輻射源的溫度穩定，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。

優選的，所述S3中，根據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，當得到的回歸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。

優選的，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。