結(jié)合非均勻性定標(biāo)和溫度定標(biāo)的熱像儀標(biāo)定裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種結(jié)合非均勻性定標(biāo)和溫度定標(biāo)的熱像儀標(biāo)定裝置，包括黑體、光學(xué)系統(tǒng)、紅外探測(cè)器、圖像處理板、十字滑臺(tái)、監(jiān)視器和PC機(jī)；圖像處理板包括存儲(chǔ)模塊、校正模塊和圖像處理模塊，紅外探測(cè)器安放在十字滑臺(tái)上，光學(xué)系統(tǒng)設(shè)置在紅外探測(cè)器探測(cè)面前方，在光學(xué)系統(tǒng)前方設(shè)有黑體，紅外探測(cè)器分別連接到存儲(chǔ)模塊和圖像處理模塊，存儲(chǔ)模塊分別與PC機(jī)和校正模塊連接，校正模塊與圖像處理模塊連接，圖像處理模塊再與監(jiān)視器連接。本實(shí)用新型將光學(xué)系統(tǒng)引入的非均勻性因素充分考慮在內(nèi)，帶著紅外光學(xué)鏡頭進(jìn)行定標(biāo)，同時(shí)將兩點(diǎn)校正融入溫度定標(biāo)，充分利用所測(cè)數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)校正，從而大大提高了非均勻性校正的效果，使得紅外圖像效果更佳明顯和清晰。
【專利說(shuō)明】結(jié)合非均勻性定標(biāo)和溫度定標(biāo)的熱像儀標(biāo)定裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于紅外熱成像技術(shù)，特別是一種結(jié)合非均勻性定標(biāo)和溫度定標(biāo)的熱像儀標(biāo)定裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]對(duì)于可見(jiàn)光而言的光學(xué)系統(tǒng)，雜散光主要來(lái)自外部的非成像光，而對(duì)于紅外光學(xué)系統(tǒng)而言，雜散光主要來(lái)自內(nèi)部的反射和表面熱輻射，這些都會(huì)通過(guò)光學(xué)系統(tǒng)到達(dá)探測(cè)器的像面，從而引入不必要的噪聲。同時(shí)光學(xué)元件介質(zhì)的吸收和在界面的反射都引起了能量的損失，使成像光的能量變得微弱。
[0003]實(shí)際中的光學(xué)系統(tǒng)與理論上的光學(xué)系統(tǒng)還是有很大差異的，光學(xué)系統(tǒng)存在像差和衍射。一個(gè)點(diǎn)發(fā)出的光線經(jīng)透鏡會(huì)聚往往不會(huì)會(huì)聚于一個(gè)點(diǎn)，而是形成一個(gè)彌散斑，這是綜合各種像差的結(jié)果，并且完全消除像差是不可能的。衍射則不同于像差，在系統(tǒng)通光口徑確定后是無(wú)法控制的。即使無(wú)任何像差，理想像點(diǎn)也不是一個(gè)幾何點(diǎn)，而是一個(gè)彌散斑。
[0004]以往在進(jìn)行黑體定標(biāo)時(shí)，通常是不帶光學(xué)鏡頭的，這雖然有利于在校正時(shí)更準(zhǔn)確地標(biāo)定每個(gè)像元點(diǎn)的值，但是也忽略了實(shí)際測(cè)量中是要通過(guò)光學(xué)系統(tǒng)來(lái)測(cè)量的，因此光學(xué)系統(tǒng)引入的問(wèn)題往往被忽略。
[0005]非均勻性定標(biāo)和溫度定標(biāo)若是分開(kāi)進(jìn)行，既增加了一倍的工作量，而且也不能保證兩次是在相同環(huán)境下進(jìn)行定標(biāo)，這加大了誤差。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本實(shí)用新型的目的在于提供一種結(jié)合非均勻性定標(biāo)和溫度定標(biāo)的熱像儀標(biāo)定裝置，將光學(xué)系統(tǒng)引入的非均勻性因素充分考慮在內(nèi)，帶著紅外光學(xué)鏡頭進(jìn)行定標(biāo)，同時(shí)將兩點(diǎn)校正融入溫度定標(biāo)，充分利用所測(cè)數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)校正，從而大大提高了非均勻性校正的效果，使得紅外圖像效果更佳明顯和清晰。
[0007]實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型目的的技術(shù)解決方案為:一種結(jié)合非均勻性定標(biāo)和溫度定標(biāo)的熱像儀標(biāo)定裝置，包括黑體、光學(xué)系統(tǒng)、紅外探測(cè)器、圖像處理板、十字滑臺(tái)、監(jiān)視器和PC機(jī)；圖像處理板包括存儲(chǔ)模塊、校正模塊和圖像處理模塊，紅外探測(cè)器安放在十字滑臺(tái)上，光學(xué)系統(tǒng)設(shè)置在紅外探測(cè)器探測(cè)面前方，在光學(xué)系統(tǒng)前方設(shè)有黑體，紅外探測(cè)器分別連接到存儲(chǔ)模塊和圖像處理模塊，存儲(chǔ)模塊分別與PC機(jī)和校正模塊連接，校正模塊與圖像處理模塊連接，圖像處理模塊再與監(jiān)視器連接。
[0008]黑體輻射的光線進(jìn)入光學(xué)系統(tǒng)，光學(xué)系統(tǒng)將紅外線會(huì)聚在紅外探測(cè)器上，紅外探測(cè)器將響應(yīng)值分別送入存儲(chǔ)模塊和圖像處理模塊；存儲(chǔ)模塊中的數(shù)據(jù)可供PC機(jī)隨時(shí)調(diào)用，同時(shí)存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)送入校正模塊，計(jì)算校正后的數(shù)據(jù)送入圖像處理模塊，圖像處理模塊中將紅外探測(cè)器送入的數(shù)據(jù)一路進(jìn)行測(cè)溫處理，另一路結(jié)合校正過(guò)的數(shù)據(jù)進(jìn)行多點(diǎn)校正、中值濾波、直方圖均衡處理；最終兩路數(shù)據(jù)全部輸出顯示。
[0009]上述光學(xué)系統(tǒng)采用紅外光學(xué)鏡頭。
[0010]本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，其顯著優(yōu)點(diǎn):(1)由于加入了光學(xué)系統(tǒng)，從而減弱光學(xué)系統(tǒng)引入的非均勻性影響因素，使非均勻性校正達(dá)到更好的效果；(2)將非均勻性校正和溫度定標(biāo)同時(shí)進(jìn)行，實(shí)現(xiàn)了多點(diǎn)校正，使得非均勻性校正效果更加明顯。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0011]圖1是本實(shí)用新型的結(jié)合非均勻性定標(biāo)和溫度定標(biāo)的熱像儀標(biāo)定裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0012]圖2是圖像處理板的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0013]圖3是本實(shí)用新型的紅外探測(cè)器像面橫向移動(dòng)的示意圖。
[0014]圖4是本實(shí)用新型的紅外探測(cè)器像面縱向移動(dòng)的示意圖。
[0015]圖5是本實(shí)用新型的多點(diǎn)定標(biāo)校正示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0016]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)描述。
[0017]結(jié)合圖1，本實(shí)用新型的結(jié)合非均勻性定標(biāo)和溫度定標(biāo)的熱像儀標(biāo)定裝置，包括黑體、光學(xué)系統(tǒng)、紅外探測(cè)器、圖像處理板、PC機(jī)、十字滑臺(tái)(西格瑪TSD-1202SH)和監(jiān)視器。黑體設(shè)定好溫度后，待其溫度穩(wěn)定，光學(xué)系統(tǒng)和固定于十字滑臺(tái)的紅外探測(cè)器依次放于其后，調(diào)整好光學(xué)系統(tǒng)的焦距使其在紅外探測(cè)器上形成一個(gè)大小合適的圓斑，圖像處理板存儲(chǔ)焦平面每個(gè)像元點(diǎn)的響應(yīng)值并進(jìn)行圖像處理和測(cè)溫等操作，PC機(jī)讀取存儲(chǔ)的響應(yīng)值。監(jiān)視器觀察紅外熱圖像，輔助更準(zhǔn)確操控十字滑臺(tái)。
[0018]結(jié)合圖2，圖像處理板由存儲(chǔ)模塊、校正模塊和圖像處理模塊三部分組成。存儲(chǔ)模塊存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)供PC機(jī)讀取，并由校正模塊計(jì)算校正參數(shù)，再送入圖像處理模塊供多點(diǎn)校正調(diào)用其參數(shù)，紅外探測(cè)器送入的數(shù)據(jù)一路給存儲(chǔ)模塊，一路送入圖像處理模塊供其進(jìn)行多點(diǎn)校正、中值濾波和直方圖均衡等圖像處理，同時(shí)也進(jìn)行測(cè)溫計(jì)算。
[0019]結(jié)合圖3，經(jīng)紅外鏡頭會(huì)聚后所成的小圓斑如圖中A和B所示，調(diào)節(jié)十字滑臺(tái)使圓斑位于A處。能將探測(cè)器左上角的探測(cè)元都包含在內(nèi)。選取了包含左上角探測(cè)元的內(nèi)切矩形，如A所示。調(diào)節(jié)十字滑臺(tái)，結(jié)合監(jiān)視器的熱圖像和PC機(jī)讀出的響應(yīng)值使圓斑橫向移動(dòng)一小距離到達(dá)B處，B中取內(nèi)切矩形使得和A中矩形包含有相同的探測(cè)元，讀取響應(yīng)值。這有利于及時(shí)發(fā)現(xiàn)前端光路和黑體在前后兩個(gè)位置處是否發(fā)生變化。如此橫向移動(dòng)直到橫向的探測(cè)元都到達(dá)過(guò)。
[0020]結(jié)合圖4，當(dāng)橫向移動(dòng)到如圖C處時(shí)，圓C包含了右上角所有探測(cè)元時(shí)，調(diào)節(jié)位置調(diào)控器使其縱向移動(dòng)一小距離，到達(dá)位置D處，使得圓D中的內(nèi)切矩形和C處的內(nèi)切矩形包含有相同的探測(cè)元，讀取響應(yīng)值。接著如圖2中所述橫向移動(dòng)探測(cè)器，如此往復(fù)直到整個(gè)陣列上的探測(cè)元都被照射過(guò)。
[0021]結(jié)合圖5，實(shí)際中，紅外焦平面探測(cè)器的響應(yīng)值并非是線性的，只是在溫度變化不大的范圍內(nèi)可認(rèn)為是線性。兩點(diǎn)校正是在實(shí)際運(yùn)用中比較普遍的方法，但是運(yùn)用在測(cè)量范圍比較大的設(shè)備上，非均勻校正效果就不是很明顯了，所以引入多點(diǎn)校正是非常合適的。如圖中將一條彎曲的響應(yīng)曲線分成(η-1)段，每一段內(nèi)的溫度變化范圍在10到20度之間，變化范圍較小便可認(rèn)為是線性的，然后在每一段內(nèi)實(shí)行兩點(diǎn)校正。正因?yàn)榻凭€性，且每一小段都需要測(cè)量?jī)纱螠囟?，在這每一小段內(nèi)建立響應(yīng)值與溫度的線性對(duì)應(yīng)關(guān)系作為這一范圍內(nèi)的溫度標(biāo)定值，達(dá)到溫度定標(biāo)與多點(diǎn)校正同時(shí)完成。
[0022]本實(shí)用新型加入了光學(xué)系統(tǒng)，從而減弱光學(xué)系統(tǒng)引入的非均勻性影響因素，使非均勻性校正達(dá)到更好的效果。且將非均勻性校正和溫度定標(biāo)同時(shí)進(jìn)行，實(shí)現(xiàn)了多點(diǎn)校正，使得非均勻性校正效果更加明顯。
【權(quán)利要求】
1.一種結(jié)合非均勻性定標(biāo)和溫度定標(biāo)的熱像儀標(biāo)定裝置，其特征在于:包括黑體、光學(xué)系統(tǒng)、紅外探測(cè)器、圖像處理板、十字滑臺(tái)、監(jiān)視器和PC機(jī)；圖像處理板包括存儲(chǔ)模塊、校正模塊和圖像處理模塊，紅外探測(cè)器安放在十字滑臺(tái)上，光學(xué)系統(tǒng)設(shè)置在紅外探測(cè)器探測(cè)面前方，在光學(xué)系統(tǒng)前方設(shè)有黑體，紅外探測(cè)器分別連接到存儲(chǔ)模塊和圖像處理模塊，存儲(chǔ)模塊分別與PC機(jī)和校正模塊連接，校正模塊與圖像處理模塊連接，圖像處理模塊再與監(jiān)視器連接； 黑體輻射的光線進(jìn)入光學(xué)系統(tǒng)，光學(xué)系統(tǒng)將紅外線會(huì)聚在紅外探測(cè)器上，紅外探測(cè)器將響應(yīng)值分別送入存儲(chǔ)模塊和圖像處理模塊；存儲(chǔ)模塊中的數(shù)據(jù)可供PC機(jī)隨時(shí)調(diào)用，同時(shí)存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)送入校正模塊，計(jì)算校正后的數(shù)據(jù)送入圖像處理模塊，圖像處理模塊中將紅外探測(cè)器送入的數(shù)據(jù)一路進(jìn)行測(cè)溫處理，另一路結(jié)合校正過(guò)的數(shù)據(jù)進(jìn)行多點(diǎn)校正、中值濾波、直方圖均衡處理；最終兩路數(shù)據(jù)全部輸出顯示。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的結(jié)合非均勻性定標(biāo)和溫度定標(biāo)的熱像儀標(biāo)定裝置，其特征在于:上述光學(xué)系統(tǒng)采用紅外光學(xué)鏡頭。
【文檔編號(hào)】G01J5/00GK204043795SQ201420514959
【公開(kāi)日】2014年12月24日 申請(qǐng)日期:2014年9月9日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月9日
【發(fā)明者】顧國(guó)華, 錢(qián)毅濤, 顏奇歡, 陳錢(qián), 隋修寶, 劉源, 潘柯辰, 匡小冬, 于雪蓮, 錢(qián)惟賢, 何偉基 申請(qǐng)人:南京理工大學(xué)