CN104501969A - 一种高精度红外热像测温方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种高精度红外热像测温方法及系统，通过所述红外焦平面传感器阵列和所述光学机构获取探测区域的灰度图像；获取参考物的温度及灰度图像中参考物灰度图像区域的灰度值；获取灰度图像中待测对象灰度图像区域的灰度值，获取待测对象的第一温度；将待测对象的灰度值与参考物的灰度值相减得到灰度差，根据所述第一温度与图像灰度值的变化关系以及所述灰度差得到温度差；利用所述参考物的温度和所述温度差得到待测对象的温度。本发明的高精度红外热像测温方法及系统，通过基于探测器工作温度及相对测量的方法，获得高精度的红外热像测温，温度测量精度高、测温精度波动小，稳定性高。

Description

一种高精度红外热像测温方法及系统

技术领域

本发明涉及一种红外热像测温方法及系统，尤其涉及一种基于探测器工作温度及相对测量的高精度红外热像测温方法及系统。

背景技术

随着电子技术的发展，红外成像和红外测温越来越广泛地应用到人们生产和生活的多个领域。现有红外热像测温技术由于受到红外热像设备本身温度变化以及光学机构的影响，导致测温精度不高、测温精度波动大，稳定性差。尤其是对人体进行高精度测温时，测温精度往往不能满足使用要求，导致误报和错报的现象出现。

发明内容

本发明解决的技术问题是：构建一种高精度红外热像测温方法及系统，克服现有技术测温精度不高、测温精度波动大，稳定性差的技术问题。

本发明的技术方案是：构建一种高精度红外热像测温方法，包括由红外焦平面传感器组成的红外焦平面传感器阵列、光学机构、处理器单元，所述高精度红外热像测温方法包括如下步骤：

采集灰度图像：通过所述红外焦平面传感器阵列和所述光学机构获取探测区域的灰度图像，所述灰度图像包括参考物和待测对象的灰度图像；

获取参考物的温度及灰度值：获取参考物的温度及灰度图像中参考物灰度图像区域的灰度值；

获取待测对象的灰度值及第一温度：获取灰度图像中待测对象灰度图像区域的灰度值，根据当前红外焦平面传感器阵列的工作温度下的定标温度和图像灰度值的对应曲线关系，获取待测对象的第一温度；

获取温度差：将待测对象的灰度值与参考物的灰度值相减，得到灰度差，根据所述第一温度与图像灰度值的变化关系以及所述灰度差得到温度差；

获取待测对象的温度：利用所述参考物的温度和所述温度差得到待测对象的温度。

本发明的进一步技术方案是：还包括对采集的灰度图像进行校正。

本发明的进一步技术方案是：对采集的灰度图像进行校正方法如下：对采集的灰度图像进行校正方法如下：预存红外焦平面传感器阵列不同工作温度条件下的多幅温度均匀物体的灰度图像，获取当前采集的灰度图像与预存的多幅温度均匀物体的灰度图像的差值，将差值最均匀的灰度图像与采集的灰度图像做差进行校正。

本发明的进一步技术方案是：对采集的灰度图像进行校正还包括单点校正和多点校正。

本发明的进一步技术方案是：在获取参考物的温度时，所述参考物上设置温度采集模块和通讯模块，所述处理器单元通过所述通讯模块获取所述参考物的温度。

本发明的进一步技术方案是：在获取参考物的温度时，还包括在所述处理器单元设置参考物的温度。

本发明的进一步技术方案是：在获取参考物的温度及灰度值步骤中，所述参考物灰度图像区域包括参考物灰度图像的全部区域或部分区域。

本发明的技术方案是：构建一种高精度红外热像测温系统，包括由红外焦平面传感器组成的红外焦平面传感器阵列、光学机构、处理器单元、采集灰度图像的采集模块、参考物温度获取模块、参考物灰度值获取模块、待测对象灰度值获取模块、第一温度获取模块、温度差获取模块、待测对象温度获取模块，所述采集模块通过所述红外焦平面传感器阵列和光学机构获取探测区域的灰度图像，所述灰度图像包括参考物和待测对象的灰度图像；所述参考物温度获取模块获取参考物的温度；所述参考物灰度值获取模块获取灰度图像中参考物灰度图像区域的灰度值；所述待测对象灰度值获取模块获取灰度图像中待测对象灰度图像区域的灰度值；根据当前红外焦平面传感器阵列的工作温度下的定标温度和图像灰度值的对应曲线关系，所述第一温度获取模块获取待测对象的第一温度；所述温度差获取模块将待测对象的灰度值与参考物的灰度值相减，得到灰度差，所述温度差获取模块根据所述第一温度与图像灰度值的变化关系以及所述灰度差得到温度差；所述待测对象温度获取模块利用所述参考物的温度和所述温度差得到待测对象的温度。

本发明的进一步技术方案是：还包括进行图像校正的图像校正模块，所述图像校正模块预存红外焦平面传感器阵列不同工作温度条件下的多幅温度均匀物体的灰度图像，将当前采集的灰度图像与预存的多幅温度均匀物体的灰度图像的差值，将差值最均匀的灰度图像与采集的灰度图像做差进行校正。

本发明的进一步技术方案是：所述参考物上设置温度采集模块和通讯模块，所述处理器单元通过所述通讯模块获取所述参考物的温度。

本发明的进一步技术方案是：还包括温度报警模块，所述温度报警模块设置待测对象的温度阈值，所述温度报警模块在所述待测对象温度获取模块获取的待测物温度高于所述温度阈值时报警。

本发明的技术效果是：构建一种高精度红外热像测温方法及系统，包括由红外焦平面传感器组成的红外焦平面传感器阵列、光学机构、处理器单元，通过所述红外焦平面传感器阵列和所述光学机构获取探测区域的灰度图像，所述灰度图像包括参考物和待测对象的灰度图像；获取参考物的温度及灰度图像中参考物灰度图像区域的灰度值；获取灰度图像中待测对象灰度图像区域的灰度值，根据当前红外焦平面传感器阵列的工作温度下的定标温度和图像灰度值的对应曲线关系，获取待测对象的第一温度；将待测对象的灰度值与参考物的灰度值相减，得到灰度差，根据所述第一温度与图像灰度值的变化关系以及所述灰度差得到温度差；利用所述参考物的温度和所述温度差得到待测对象的温度。本发明的高精度红外热像测温方法及系统，通过基于探测器工作温度及相对测量的方法，获得高精度的红外热像测温，温度测量精度高、测温精度波动小，稳定性高。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明的温度和图像灰度值曲线关系。

图3为本发明传感器不同工作温度下的温度和图像灰度值曲线关系。

具体实施方式

下面结合具体实施例，对本发明技术方案进一步说明。

如图1所示，本发明的具体实施方式是：构建一种高精度红外热像测温方法，包括由红外焦平面传感器组成的红外焦平面传感器阵列、光学机构、处理器单元，所述高精度红外热像测温方法包括如下步骤：

采集灰度图像：通过所述红外焦平面传感器阵列和所述光学机构获取探测区域的灰度图像，所述灰度图像包括参考物和待测对象的灰度图像。

具体实施过程如下：在红外焦平面传感器探测区域内，红外焦平面传感器阵列中的传感器通过所述光学机构探测该区域的物体，后端设备获取传感器的输出电压，经模数转换为数字信号的灰度图像。即，采集探测区域内的探测信号，获取该探测信号的灰度图像。参考物和待测对象需要放置在红外焦平面传感器探测区域内，获取的探测区域的灰度图像中包括参考物和待测对象的灰度图像。具体实施例中，参考物和待测对象所在的环境为同一温度环境。

获取参考物的温度及灰度值：获取参考物的温度及灰度图像中参考物灰度图像区域的灰度值。

具体实施过程如下：获取参考物的温度包括多种方式：第一种方式是：所述参考物上设置温度采集模块和通讯模块，温度采集模块实时采集参考物的温度，然后将采集的温度通过通讯模块传送到所述处理器单元，所述处理器单元获取所述参考物的温度。第二种方式，通过直接测量参考物的温度，将测量的参考物的温度的数值设置到处理器单元中，由所述处理器单元获取所述参考物的温度。第三种方式是：通过获取参考物周围环境的温度，然后将该温度传送到所述处理器单元，从而所述处理器单元获取所述参考物的温度。第四种方式，通过黑体等方式作为参考物，然后由黑体设置温度，所述处理器单元获取黑体的温度即为参考物的温度。对参考物的温度在短时间内进行多次获取，对多次获取的参考物温度值进行平均，取温度的平均值，短时间通常可以为0.05秒到3秒之间，这样参考物的温度更加稳定、精确。获取灰度图像中参考物灰度图像区域的灰度值，具体实施例中，所述参考物灰度图像区域包括参考物灰度图像的全部区域或部分区域，即，获取参考物灰度图像全部区域的图像灰度值或部分区域的图像灰度值，以获得参考物图像的灰度值即可。对参考物的图像灰度值在短时间内进行多次采集，对多次获取的参考物温度值进行平均，取图像灰度值的平均值，短时间通常可以为0.05秒到3秒之间，这样参考物的图像灰度值更加稳定、精确。

获取待测对象的灰度值及第一温度：获取灰度图像中待测对象灰度图像区域的灰度值，根据当前红外焦平面传感器阵列的工作温度下的定标温度和图像灰度值的对应曲线关系，获取待测对象的第一温度。对待测对象的图像灰度值在短时间内进行多次采集，对多次获取的待测对象图像灰度值进行平均，取图像灰度值的平均值，短时间通常可以为0.05秒到3秒之间，这样待测对象的图像灰度值更加稳定、精确。对待测对象的第一温度在短时间内进行多次获取，然后平均，取第一温度的平均值，短时间通常可以为0.05秒到3秒之间，这样待测对象的第一温度更加稳定、精确。

具体实施过程如下：根据系统或用户的需要，由系统或用户确定待测对象的区域，选取灰度图像中需要的待测对象灰度图像区域，获取需要的待测对象区域的图像灰度值。定标温度和图像灰度值具有对应关系，根据定标温度和图像灰度值的对应关系获取探测区域内指定区域平均灰度值对应的温度，具体实施例中，所述定标温度和图像灰度值的对应关系是一种曲线关系，即为定标温度和图像灰度值的对应曲线关系。

定标温度和图像灰度值的对应曲线关系由系统预先构建，不需要每次测温时构建，其具体构建过程如下：

要获取温度与灰度曲线的关系，首先建立温度t和图像灰度值g的数学模型，并采集不同温度t下的图像灰度值g，然后计算模型系数，最终得到了模型公式。现举例如何得到模型公式：

建立一个温度t和图像灰度值g的数学模型：g＝a*t³+b*t²+c*t+d；其中t为温度，g为灰度，a，b，c，d为常数。

采集数据：分别采集温度t1、t2、t3、,t4时的灰度值g＝g1、g2、g3、g4。

把上述t与g分别代入模型g＝a*t³+b*t²+c*t+d中，得到如下方程组：

$\left\{\begin{array}{c}g1=a*{t1}^3+b*{t1}^2+c*t1+d;\\ g2=a*{t2}^3+b*{t2}^2+c*t2+d;\\ g3=a*{t3}^3+b*{t3}^2+c*t3+d;\\ g4=a*{t4}^3+b*{t4}^2+c*t4+d;\end{array}\right.$

解上述方程组可以得到a，b，c，d的值。

如图2、图3所示，图2为传感器阵列在60摄氏度时灰度值与温度曲线。温度t和图像灰度值g的关系为对应曲线关系，而曲线关系可以由多次方程进行表示，因此，温度t和图像灰度值g的数学模型可以有多种数学模型方式，比如g＝a*t⁴⁺b*t³+c*t²+d*t+e；g＝a*t²+b*t+c；等等各种多项式形式及变形。

如图2、图3所示，图3为传感器阵列在20摄氏度时和-20摄氏度时灰度值与温度曲线。由于定标温度和图像灰度值的对应关系受红外焦平面传感器工作温度影响，不同红外焦平面传感器工作温度，定标温度和图像灰度值的对应关系会有一定差异，因此，预先存储红外焦平面传感器不同工作温度下的定标温度和图像灰度值的对应关系，工作时，取当前红外焦平面传感器工作温度下的定标温度和图像灰度值的对应关系。通过当前红外焦平面传感器的工作温度，选择该工作温度下的定标温度和图像灰度值的对应曲线关系，确定图像灰度值对应的温度更加精确。通过当前红外焦平面传感器阵列的工作温度下的定标温度和图像灰度值的对应曲线关系，获取待测对象的第一温度。

获取温度差：将待测对象的灰度值与参考物的灰度值相减，得到灰度差，根据所述第一温度与图像灰度值的变化关系以及所述灰度差得到温度差。

具体实施过程如下：将待测对象的灰度值与参考物的灰度值相减，得到灰度差，由g＝a*t³+b*t²+c*t+d的表达式可知，若待测对象的灰度值为g1,参考物的灰度值为g2，灰度差△g＝g1‐g2。

根据所述第一温度与图像灰度值的变化关系以及所述灰度差得到温度差。由温度和图像灰度值的对应曲线关系可知，温度和图像灰度值为非线性关系，不同温度时，其温度和图像灰度值的斜率是不一样的，该斜率反映了红外焦平面传感器的温度系数。而温度和图像灰度值的斜率是对图像灰度值公式：g＝a*t³+b*t²+c*t+d求导，即：g'＝3a*t²+2b*t+c；该导数即为温度系数，反应温度与图像灰度值的非线性变化关系。把第一温度的代入公式g'＝3a*t²+2b*t+c，即得到所述第一温度的温度系数g1；把参考物的温度代入公式g'＝3a*t²+2b*t+c，得到参考物温度的温度系数g2，得到平均温度系数k＝(g1+g2)/2。由于温度差等图像灰度值差除以温度系数，即：△t＝△g/k，由此，得到温度差。

获取待测对象的温度：利用所述参考物的温度和所述温度差得到待测对象的温度。

具体实施过程如下：将所述参考物的温度和所述温度差相加，得到待测对象的温度，即：t_测＝t_参+△t。

本发明的优选实施方式是：还包括对采集的灰度图像进行校正。对采集的灰度图像进行校正方法如下：预存红外焦平面传感器阵列不同工作温度条件下的多幅温度均匀物体的灰度图像，获取当前采集的灰度图像与预存的多幅温度均匀物体的灰度图像的差值，将差值最均匀的灰度图像与采集的灰度图像做差进行校正。

实施过程如下：预先存储该红外焦平面传感器阵列不同工作温度条件下的多幅温度均匀物体的灰度图像，然后选取多幅温度均匀物体的灰度图像，对于采集的探测区域内的探测信号，将获取该探测信号的灰度图像分别与选取的多幅温度均匀物体的灰度图像做差，得到多个对应的灰度图像差值，选取差值最均匀的图像对应的背景图像的灰度图像为灰度图像校正值，将该灰度图像校正值与采集的探测区域探测信号的灰度图像做差进行校正，得到探测区域探测信号校正后的灰度图像。具体实施例中，对探测区域探测信号的灰度图像进行校正包括进行单点和两点校正的方式，也包括其它校正方式。

本发明的优选实施方式是：在获取参考物的温度时，所述参考物上设置温度采集模块和通讯模块，所述处理器单元通过所述通讯模块获取所述参考物的温度。所述通讯模块包括有线通讯模块和无线通讯模块，所述处理器单元通过有线通讯的方式或无线通讯的方式获取所述参考物的温度。

本发明的优选实施方式是：在获取参考物的温度及灰度值步骤中，所述参考物灰度图像区域包括参考物灰度图像的全部区域或部分区域。在选择参考物灰度图像区域时，可以选取参考物灰度图像的全部区域，也可以选取参考物灰度图像的部分区域，对选择的参考物灰度图像值进行多次获取，然后再进行平均，这样选取的参考物图像灰度值更加可靠。

如图1所示，本发明的具体实施方式是：构建一种高精度红外热像测温系统，包括由红外焦平面传感器组成的红外焦平面传感器阵列、光学机构、处理器单元、采集灰度图像的采集模块1、参考物温度获取模块2、参考物灰度值获取模块3、待测对象灰度值获取模块4、第一温度获取模块5、温度差获取模块6、待测对象温度获取模块7，所述采集模块1通过所述红外焦平面传感器阵列和光学机构获取探测区域的灰度图像，所述灰度图像包括参考物和待测对象的灰度图像；所述参考物温度获取模块2获取参考物的温度；所述参考物灰度值获取模块3获取灰度图像中参考物灰度图像区域的灰度值；所述待测对象灰度值获取模块4获取灰度图像中待测对象灰度图像区域的灰度值；根据当前红外焦平面传感器阵列的工作温度下的定标温度和图像灰度值的对应曲线关系，所述第一温度获取模块5获取待测对象的第一温度；所述温度差获取模块6将待测对象的灰度值与参考物的灰度值相减，得到灰度差，所述温度差获取模块6根据所述第一温度与图像灰度值的变化关系以及所述灰度差得到温度差；所述待测对象温度获取模块7利用所述参考物的温度和所述温度差得到待测对象的温度。

如图1所示，本发明的具体实施过程是：在红外焦平面传感器探测区域内，红外焦平面传感器阵列中的传感器通过所述光学机构探测该区域的物体，后端设备获取传感器的输出电压，经模数转换为数字信号的灰度图像。即，采集探测区域内的探测信号，所述采集模块1获取该探测信号的灰度图像。参考物和待测对象需要放置在红外焦平面传感器探测区域内，获取的探测区域的灰度图像中包括参考物和待测对象的灰度图像。具体实施例中，参考物和待测对象所在的环境为同一温度环境。所述参考物温度获取模块2获取参考物的温度,获取参考物的温度包括如上所述的多种方式。对参考物的温度在短时间内进行多次获取，对多次获取的参考物温度值进行平均，取温度的平均值，短时间通常可以为0.05秒到3秒之间，这样参考物的温度更加稳定、精确。所述参考物灰度值获取模块3获取灰度图像中参考物灰度图像区域的灰度值；具体实施例中，所述参考物灰度图像区域包括参考物灰度图像的全部区域或部分区域，即，获取参考物灰度图像全部区域的图像灰度值或部分区域的图像灰度值，以获得参考物图像的灰度值即可。对参考物的图像灰度值在短时间内进行多次采集，对多次获取的参考物温度值进行平均，取图像灰度值的平均值，短时间通常可以为0.05秒到3秒之间，这样参考物的图像灰度值更加稳定、精确。所述待测对象灰度值获取模块4获取灰度图像中待测对象灰度图像区域的灰度值，获取待测对象的灰度值及第一温度：获取灰度图像中待测对象灰度图像区域的灰度值，根据当前红外焦平面传感器阵列的工作温度下的定标温度和图像灰度值的对应曲线关系，获取待测对象的第一温度。对待测对象的图像灰度值在短时间内进行多次采集，对多次获取的待测对象图像灰度值进行平均，取图像灰度值的平均值，短时间通常可以为0.05秒到3秒之间，这样待测对象的图像灰度值更加稳定、精确。对待测对象的第一温度在短时间内进行多次获取，然后平均，取第一温度的平均值，短时间通常可以为0.05秒到3秒之间，这样待测对象的第一温度更加稳定、精确。

具体实施过程如下：根据系统或用户的需要，由系统或用户确定待测对象的区域，选取灰度图像中需要的待测对象灰度图像区域，获取需要的待测对象区域的图像灰度值。定标温度和图像灰度值具有对应关系，根据定标温度和图像灰度值的对应关系获取探测区域内指定区域平均灰度值对应的温度，具体实施例中，所述定标温度和图像灰度值的对应关系是一种曲线关系，即为定标温度和图像灰度值的对应曲线关系。

定标温度和图像灰度值的对应曲线关系由系统预先构建，不需要每次测温时构建，其具体构建过程如下：

要获取温度与灰度曲线的关系，首先建立温度t和图像灰度值g的数学模型，并采集不同温度t下的图像灰度值g，然后计算模型系数，最终得到了模型公式。现举例如何得到模型公式：

建立一个建立温度t和图像灰度值g的数学模型：g＝a*t³+b*t²+c*t+d；其中t为温度，g为灰度，a，b，c，d为常数。

采集数据：分别采集温度t1、t2、t3、,t4时的灰度值g＝g1、g2、g3、g4。

把上述t与g分别代入模型g＝a*t³+b*t²+c*t+d中，得到如下方程组：

$\left\{\begin{array}{c}g1=a*{t1}^3+b*{t1}^2+c*t1+d;\\ g2=a*{t2}^3+b*{t2}^2+c*t2+d;\\ g3=a*{t3}^3+b*{t3}^2+c*t3+d;\\ g4=a*{t4}^3+b*{t4}^2+c*t4+d;\end{array}\right.$

解上述方程组可以得到a，b，c，d的值。

温度t和图像灰度值g的关系为对应曲线关系，而曲线关系可以由多次方程进行表示，因此，温度t和图像灰度值g的数学模型可以有多种数学模型方式，比如g＝a*t⁴⁺b*t³+c*t²+d*t+e；g＝a*t²+b*t+c；等等各种多项式形式及变形。

由于定标温度和图像灰度值的对应关系受红外焦平面传感器工作温度影响，不同红外焦平面传感器工作温度，定标温度和图像灰度值的对应关系会有一定差异，因此，预先存储红外焦平面传感器不同工作温度下的定标温度和图像灰度值的对应关系，工作时，取当前红外焦平面传感器工作温度下的定标温度和图像灰度值的对应关系。通过当前红外焦平面传感器的工作温度，选择该工作温度下的定标温度和图像灰度值的对应曲线关系，确定灰度图像对应的温度更加精确。由于定标温度和图像灰度值的对应关系受外部环境工作温度影响，还应该建立多个外部环境温度下的定标温度和图像灰度值的对应曲线关系，然后，根据当前外部环境温度确定以该外部环境温度下的定标温度和图像灰度值的对应曲线关系确定灰度图像对应的温度。通过当前红外焦平面传感器阵列的工作温度下的定标温度和图像灰度值的对应曲线关系，第一温度获取模块5获取待测对象的第一温度。

将待测对象的灰度值与参考物的灰度值相减，得到灰度差，由g＝a*t³+b*t²+c*t+d的表达式可知，若待测对象的灰度值为g1,参考物的灰度值为g2，灰度差△g＝g1‐g2。

所述温度差获取模块6根据所述第一温度与图像灰度值的变化关系以及所述灰度差得到温度差。由温度和图像灰度值的对应曲线关系可知，温度和图像灰度值为非线性关系，不同温度时，其温度和图像灰度值的斜率是不一样的，该斜率反映了红外焦平面传感器的温度系数。而温度和图像灰度值的斜率是对图像灰度值公式：g＝a*t³+b*t²+c*t+d求导，即：g'＝3a*t²+2b*t+c；该导数即为温度系数，反应温度与图像灰度值的非线性变化关系。把第一温度的代入公式g'＝3a*t²+2b*t+c，即得到所述第一温度的温度系数g1；把参考物的温度代入公式g'＝3a*t²+2b*t+c，得到参考物温度的温度系数g2，得到平均温度系数k＝(g1+g2)/2。由于温度差等图像灰度值差除以温度系数，即：△t＝△g/k，由此，得到温度差。

所述待测对象温度获取模块7利用所述参考物的温度和所述温度差得到待测对象的温度。

具体实施过程如下：将所述参考物的温度和所述温度差相加，得到待测对象的温度，即：t测＝t参+△t。

如图1所示，本发明的优选实施方式是：还包括进行图像校正的图像校正模块8，所述图像校正模块8预存红外焦平面传感器阵列不同工作温度条件下的多幅温度均匀物体的灰度图像，将当前采集的灰度图像与预存的多幅温度均匀物体的灰度图像的差值，将差值最均匀的灰度图像与采集的灰度图像做差进行校正。

如图1所示，本发明的优选实施方式是：还包括温度报警模块9，所述温度报警模块9设置待测对象的温度阈值，所述温度报警模块9在所述待测对象温度获取模块获取的待测物温度高于所述温度阈值时报警。所述温度报警模块9也可以设置温度差阈值，当监测到某点的温度高于周围环境的温度差阈值时进行报警。

本发明的技术效果是：构建一种高精度红外热像测温方法及系统，包括由红外焦平面传感器组成的红外焦平面传感器阵列、光学机构、处理器单元，通过所述红外焦平面传感器阵列和所述光学机构获取探测区域的灰度图像，所述灰度图像包括参考物和待测对象的灰度图像；获取参考物的温度及灰度图像中参考物灰度图像区域的灰度值；获取灰度图像中待测对象灰度图像区域的灰度值，根据当前红外焦平面传感器阵列的工作温度下的定标温度和图像灰度值的对应曲线关系，获取待测对象的第一温度；将待测对象的灰度值与参考物的灰度值相减，得到灰度差，根据所述第一温度与图像灰度值的变化关系以及所述灰度差得到温度差；利用所述参考物的温度和所述温度差得到待测对象的温度。本发明的高精度红外热像测温方法及系统，通过基于探测器工作温度及相对测量的方法，获得高精度的红外热像测温，温度测量精度高、测温精度波动小，稳定性高。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1. 一种高精度红外热像测温方法，其特征在于，包括由红外焦平面传感器组成的红外焦平面传感器阵列、光学机构、处理器单元，所述高精度红外热像测温方法包括如下步骤：

采集灰度图像：通过所述红外焦平面传感器阵列和所述光学机构获取探测区域的灰度图像，所述灰度图像包括参考物和待测对象的灰度图像；

获取参考物的温度及灰度值：获取参考物的温度及灰度图像中参考物灰度图像区域的灰度值；

获取待测对象的灰度值及第一温度：获取灰度图像中待测对象灰度图像区域的灰度值，根据当前红外焦平面传感器阵列的工作温度下的定标温度和图像灰度值的对应曲线关系，获取待测对象的第一温度；

获取温度差：将待测对象的灰度值与参考物的灰度值相减，得到灰度差，根据所述第一温度与图像灰度值的变化关系以及所述灰度差得到温度差；

获取待测对象的温度：利用所述参考物的温度和所述温度差得到待测对象的温度。

2.根据权利要求1所述高精度红外热像测温方法，其特征在于，还包括对采集的灰度图像进行校正。

3.根据权利要求2所述高精度红外热像测温方法，其特征在于，对采集的灰度图像进行校正方法如下：预存红外焦平面传感器阵列不同工作温度条件下的多幅温度均匀物体的灰度图像，获取当前采集的灰度图像与预存的多幅温度均匀物体的灰度图像的差值，将差值最均匀的灰度图像与采集的灰度图像做差进行校正。

4.根据权利要求1所述高精度红外热像测温方法，其特征在于，在获取参考物的温度时，所述参考物上设置温度采集模块和通讯模块，所述处理器单元通过所述通讯模块获取所述参考物的温度。

5.根据权利要求1所述高精度红外热像测温方法，其特征在于，在获取参考物的温度时，还包括在所述处理器单元设置参考物的温度。

6.根据权利要求1所述高精度红外热像测温方法，其特征在于，在获取参考物的温度及灰度值步骤中，所述参考物灰度图像区域包括参考物灰度图像的全部区域或部分区域。

7.一种高精度红外热像测温系统，其特征在于，包括由红外焦平面传感器组成的红外焦平面传感器阵列、光学机构、处理器单元、采集灰度图像的采集模块、参考物温度获取模块、参考物灰度值获取模块、待测对象灰度值获取模块、第一温度获取模块、温度差获取模块、待测对象温度获取模块，所述采集模块通过所述红外焦平面传感器阵列和光学机构获取探测区域的灰度图像，所述灰度图像包括参考物和待测对象的灰度图像；所述参考物温度获取模块获取参考物的温度；所述参考物灰度值获取模块获取灰度图像中参考物灰度图像区域的灰度值；所述待测对象灰度值获取模块获取灰度图像中待测对象灰度图像区域的灰度值；根据当前红外焦平面传感器阵列的工作温度下的定标温度和图像灰度值的对应曲线关系，所述第一温度获取模块获取待测对象的第一温度；所述温度差获取模块将待测对象的灰度值与参考物的灰度值相减，得到灰度差，所述温度差获取模块根据所述第一温度与图像灰度值的变化关系以及所述灰度差得到温度差；所述待测对象温度获取模块利用所述参考物的温度和所述温度差得到待测对象的温度。

8.根据权利要求7所述高精度红外热像测温系统，其特征在于，还包括进行图像校正的图像校正模块，所述图像校正模块预存红外焦平面传感器阵列不同工作温度条件下的多幅温度均匀物体的灰度图像，将当前采集的灰度图像与预存的多幅温度均匀物体的灰度图像的差值，将差值最均匀的灰度图像与采集的灰度图像做差进行校正。

9.根据权利要求7所述高精度红外热像测温系统，其特征在于，所述参考物上设置温度采集模块和通讯模块，所述处理器单元通过所述通讯模块获取所述参考物的温度。

10.根据权利要求7所述高精度红外热像测温系统，其特征在于，还包括温度报警模块，所述温度报警模块设置待测对象的温度阈值，所述温度报警模块在所述待测对象温度获取模块获取的待测物温度高于所述温度阈值时报警。