CN104964747A - 一种红外相机标定靶标 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种红外相机标定靶标，包括：镂空金属薄板，所述镂空金属薄板上加工有若干个镂空块，加工后，所述镂空金属薄板贴合在木质板材上；所述镂空金属薄板的尺寸小于所述木质板材的尺寸；在标定之前，将所述红外相机标定靶标用凉水冲淋，并将表面水渍擦拭干净，即可在红外相机中清晰成像。该靶标仅由木质板材和金属薄板制作而成，且不需要任何外部设备或红外辐射源的支持，制作成本远低于传统靶标；以此靶标进行摄像机标定时，不需要搭建任何辅助设备，仅需要人工移动靶标的位置即可，操作成本也远低于其他靶标系统。
Description
技术领域
本发明涉及靶标领域，尤其涉及一种红外相机标定靶标。
背景技术
众所周知，辐射红外能量是一切物体的固有特性，由于红外线具有表征物体温度分布、可穿透烟雾、水汽等其他波段电磁波无法比拟的优点，因此目标红外辐射特征的获取技术也就成为国内外各大科研机构争相研究的技术领域。测量系统的标定对于光学测量领域中的测量精度是至关重要的，进而设计精确易用的标定板就成为了必须研究的课题。常见的普通光学成像系统的标定板的设计已经比较成熟和完善，但因为红外相机不能获取普通光学系统标定板的特征，无法用普通相机的标定板标定红外相机。因此，如何设计出精确的红外标定靶标是红外成像领域研究热点之一。
现有的红外相机标定板主要分为以下三类：
1、自加热型
为了能使靶标特征经红外相机成像时产生红外辐射差异，这一系列的靶标采取了以薄膜电阻[1]、热电阻或其他的发热元件[2][3]构成靶标。在使用的过程中，通过对靶标通电加热，可以使其以预定的几何形式发射出红外波段的辐射，进而形成红外相机可见的标定结构。
这类靶标由于采用电加热的方式，不可避免的要有与之匹配的驱动电路及驱动程序，这就使得整个靶标系统的设计、制作过程较为复杂，成本较高，使用不方便。
2、透射外部红外热源型
此类靶标多为金属等不透光板材构成，通过在板材上打符合一定几何形状的孔洞结构制作而成[4]。使用此类靶标进行标定时，需要在靶标远离相机的一侧放置面积较大的红外热源，热源所释放的红外辐射透过金属板上的空洞透射到红外相机上，形成标定所需的几何图像。
这类靶标虽然制作相对简单，但使用时需要配合大面积的红外热源，操作较为复杂且有一定的危险性。
3、红外发光二极管型
此类靶标在平面板材上按一定几何形状布置红外发光二极管[5]，工作时通过外部驱动电路控制二极管发出红外辐射，进而形成可用于红外相机标定的几何图像。
与自加热型相同，二极管型同样需要与之匹配的驱动电路和驱动程序，使得整个靶标系统的设计制作较为复杂，成本较高，不便于使用。
发明内容
本发明提供了一种红外相机标定靶标，本发明通过一块标定板实现红外相机的标定工作，不需要外部设备的辅助，降低了制作成本，标定的过程更为简单、安全、可靠，详见下文描述：
一种红外相机标定靶标，包括：镂空金属薄板，所述镂空金属薄板上加工有若干个镂空块，
加工后，所述镂空金属薄板贴合在木质板材上；所述镂空金属薄板的尺寸小于所述木质板材的尺寸；
在标定之前，将所述红外相机标定靶标用凉水冲淋，并将表面水渍擦拭干净，即可在红外相机中清晰成像。
优选，所述镂空块呈正方形排列。
优选，所述镂空金属薄板为正方形。
优选，所述木质板材为正方形。
本发明提供的技术方案的有益效果是：
1、成本低廉。一方面靶标仅由木质板材和金属薄板制作而成，且不需要任何外部设备或红外辐射源的支持，制作成本远低于传统靶标。另一方面，以此靶标进行摄像机标定时，不需要搭建任何辅助设备，仅需要人工移动靶标的位置即可，操作成本也远低于其他靶标系统。
2、操作方便。由于靶标不需要任何伺服机构，仅人工移动位置即可完成标定，相对于现有红外靶标系统操作更方便。
3、适应性强。相对于现有靶标系统而言，此红外靶标的制作过程大幅度简化，因而可以根据需要设计需要的靶标几何结构，扩展性、适应性更强。
附图说明
图1为一种红外相机标定靶标的结构示意图。
附图中，各标号所代表的部件列表如下：
1：镂空金属薄板； 2：镂空块；
3：木质板材。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面对本发明实施方式作进一步地详细描述。
实施例1
参见图1，一种红外相机标定靶标，包括：镂空金属薄板1，镂空金属薄板1上加工有若干个镂空块2，加工后，镂空金属薄板1贴合在木质板材3上。镂空金属薄板1的尺寸小于木质板材3。
在标定之前，将靶标用凉水(常温环境下的自来水即可)充分冲淋并将其表面水渍擦拭干净后，即可在红外相机中清晰成像，显示出灰度不同的清晰影像，为后续的标定工作提供了良好的基础。
该靶标在标定时，无需加入额外电气元件增强局部区域的红外辐射，也不需要通过外界热源对靶标进行加热，仅仅采用凉水冲淋处理即可满足标定需求，操作简单方便，制作成本低。
靶标的设计利用了不同材质的物体热辐射率具有差异的特性，一改常见方法对靶标进行加热的惯用思路，转而对靶标进行冷却。靶标在经过凉水冲淋后，木质板材3由于具有吸水特性，饱含水分，水的比热较大，在逐渐恢复室温的过程中需吸收大量热量，因而木质板材3升温速度较慢；而镂空金属薄板1在擦拭过后表面干燥，且其比热较小，温度恢复较快，与木质板材3之间形成温度差异，经红外相机成像后便可呈现清晰图像。
本发明实施例对镂空金属薄板1、镂空块2和木质板材3的尺寸不做限制，只要能实现上述的功能即可。
实施例2
红外相机标定靶标包括：经线切割制作而成的镂空金属薄板1，镂空金属薄板1的尺寸为160mm*160mm，并由线切割在镂空金属薄板1上加工出正方形镂空块矩阵，每行每列均有5个边长为20mm的正方形镂空块3，正方形镂空块3之间的间隔为10mm。线切割的加工精度能够达到20μm，足以保证方块角点的位置精度。将加工后的镂空金属薄板1贴合在木质板材1上，木质板材1的尺寸为200mm*200mm。
在标定之前，将该靶标用凉水(常温环境下的自来水即可)充分冲淋并将其表面水渍擦拭干净后，即可在红外相机中清晰成像，显示出灰度不同的清晰方格影像，成像质量可以满足角点特征提取的需要，为后续的标定工作提供了良好的基础。
由于该靶标遵循传统棋盘格靶标布局方式，可采用与可见光相机相同的标定方案进行标定，也大大降低了红外标定工作的复杂性和难度。
参考文献
[1]黄伟，红外靶标智能控制技术研究[D]长春理工大学，2009.
[2]贺庄博，红外靶标系统设计及其控制技术研究[D]哈尔滨工业大学，2014
[3]孙宇航，一种用于目标检测和跟踪的红外靶标，中国CN 204302830 U[P].2015
[4]刘启海，高温构件三维尺寸红外视觉测量的理论和实验研究[D]天津大学，2012
[5]郑柏盛，高精度近红外摄像机标定研究[J]医疗卫生设备，2011.
本领域技术人员可以理解附图只是一个优选实施例的示意图，上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种红外相机标定靶标，包括：镂空金属薄板，其特征在于，所述镂空金属薄板上加工有若干个镂空块，
加工后，所述镂空金属薄板贴合在木质板材上；所述镂空金属薄板的尺寸小于所述木质板材的尺寸；
在标定之前，将所述红外相机标定靶标用凉水冲淋，并将表面水渍擦拭干净，即可在红外相机中清晰成像。
2.根据权利要求1所述的一种红外相机标定靶标，其特征在于，所述镂空块呈正方形排列。
3.根据权利要求1所述的一种红外相机标定靶标，其特征在于，所述镂空金属薄板为正方形。
4.根据权利要求1所述的一种红外相机标定靶标，其特征在于，所述木质板材为正方形。
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