CN106525254A - 一种红外热像仪的自动标温系统及方法 - Google Patents

Abstract

一种红外热像仪的自动标温系统及方法。该系统包括：红外热像仪，黑体辐射源，滑轨，计算机。待标温的红外热像仪放置在滑轨一侧的支架上，红外热像仪摄像头前放置N个已标定温度的固定位置的黑体辐射源，每个黑体辐射源与滑轨的闭合开关连接。当支架上的红外热像仪移动到与黑体辐射源中心相对的位置时，滑轨的闭合开关为闭合状态，可发送IO信号为通；当支架上的红外热像仪移动到其他位置时，滑轨的闭合开关为断开状态，可发送IO信号为断。当开始自动标温时，将红外热像仪放置在滑轨支架上，滑轨上的步进电机不断推进支架，当IO信号为通时，计算机对采集的红外图像进行分析，判断是否与黑体辐射源的中心位置对应，从而进行标记温度。

Description

一种红外热像仪的自动标温系统及方法

技术领域

本发明涉及红外热像仪设备技术领域，特别是涉及一种红外热像仪的自动标温系统及方法。

背景技术

红外热像仪在测量温度场分布时受到多种因素的影响，这包括自身参数、外界环境状态因素以及内部结构的影响。在热像仪出厂前，需要针对每台设备进行温度标定的工作，以控制不同仪器因内部结构的不同引起的测量误差，从而提高热像仪的精确度。针对此应用，本发明提出一种自动标温系统及方法，提高了红外热像仪标温的效率。

发明内容

本发明的目的是提出一种红外热像仪的自动标温系统及方法，以提高红外热像仪测温的准确度和效率。

为实现上述目的，本发明提供了一种红外热像仪的自动标温系统，该系统包括：红外热像仪，黑体辐射源，滑轨，计算机。其中红外热像仪，架设在滑轨的支架上，用以拍摄监控区域画面，当IO开关信号为通时，对监控区域红外图像进行分析，锁定黑体辐射源中心位置；其中黑体辐射源，放置在滑轨的对面，与红外热像仪摄像探头的方向对立，在自动标温前设置黑体辐射源的温度，当其温度稳定后方可进行标温操作；其中滑轨，包括支架，步进电机，闭合开关。其中支架上放置红外热像仪；步进电机用于接收计算机指令执行对支架的推动和停止；闭合开关用于向计算机发送IO通断信号，使得计算机判断红外热像仪大致位置；

为实现上述目的，本发明提供了一种红外热像仪的自动标温方法，其中自动标温的步骤如下：

(1)将黑体辐射源放置于滑轨对面，将红外热像仪放在滑轨的支架上正对黑体辐射源；

(2)当黑体辐射源温度稳定后，计算机发送步进电机指令，使得步进电机推动支架向前移动；

(3)计算机检测IO通断信号，若IO信号为断时，继续执行步骤(2)；若IO信号为通时，计算机获取红外热像仪采集的红外图像进行分析，从而精确定位滑轨中支架的位置，使红外热像仪摄像探头能够对准黑体辐射源的中心点；

(4)对准黑体辐射源后，根据采集到的机芯温度和黑体辐射源的温度以及该红外热像仪的温度区间对该红外热像仪进行温度标定；

(5)当红外热像仪对准一个黑体辐射源标温完成后，继续执行步骤(2)，直到支架运动到滑轨末端，针对该红外热像仪的标温完成。

根据本发明的实施例，其中所述系统的红外热像仪一般是指未标记温度的设备，可以通过本发明方法对红外热像仪进行温度标定。

根据本发明的实施例，其中所述黑体辐射源的个数可以根据红外热像仪待标记温度的个数来决定，可用于批量标温。

根据本发明的实施例，其中计算机获取红外热像仪采集的红外图像进行分析的步骤如下：

(1)以图像中心点I(x₀,y₀)为基点，计算向上、下、左、右四个边缘靠近n个像素点的均值。公式如下：

(2)根据步骤(1)计算每个方向的方差并加和，公式如下：

D_n＝D_UP+D_DOWN+D_LEFT+D_RIGHT

然后以n取值为1开始向图像边缘靠近，直到达到图像边缘设定n＝K，将方差进行加和得到

(3)当支架由t₀时刻移动到t₁时刻时，如果在t₀时刻的值大于在t₁时刻的值，则计算机控制步进电机继续向前推动，否则计算机控制步进电机退回到t₀时刻的位置，则该位置为定位的精确位置。

根据本发明的实施例，其中根据采集到的机芯温度和黑体辐射源的温度以及该红外热像仪的温度区间对该红外热像仪进行温度标定，指的是以黑体辐射源为基准温度，将AD值与温度值的对照表烧录至红外热像仪中。

附图说明

图1为本发明的系统部件放置图；

图2为本发明的方法流程图。

具体实施方式

为了使本发明的实施例的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和例图，对本发明的实施例做进一步详细地说明。再次，本发明的示意性实施例及其说明仅用于解释本发明，但并不作为对本发明的限定。

本发明通过提出一种红外热像仪的自动标温系统及方法，提高了红外热像仪测温的准确度和效率。

图1为根据本发明的实施例的红外热像仪的自动标温系统的系统部件放置图。如图1所示，红外热像仪架设在滑轨1的支架2上，用以拍摄监控区域画面。黑体辐射源3放置在滑轨1的对面，与红外热像仪摄像探头的方向对立。除此之外，滑轨1还包括步进电机和闭合开关。其中步进电机用于接收计算机指令执行对支架的推动和停止；闭合开关用于向计算机发送IO通断信号，使得计算机判断红外热像仪大致位置。

根据本发明的实施例，待标温的红外热像仪放置在滑轨1一侧的支架2上，红外热像仪摄像头前放置N个已标定温度的固定位置的黑体辐射源3，每个黑体辐射源3与滑轨1的闭合开关连接，可用于发送IO信号。当支架2上的红外热像仪移动到与黑体辐射源3中心相对的位置时，滑轨1的闭合开关为闭合状态，可发送IO信号为通；当支架2上的红外热像仪移动到其他位置时，滑轨1的闭合开关为断开状态，可发送IO信号为断。当开始自动标温时，将红外热像仪放置在滑轨的支架2上，滑轨1上的步进电机不断推进支架，当IO信号为通时，计算机对采集的红外图像进行分析，判断是否与黑体辐射源3的中心位置对应，从而进行标记温度。

根据本发明的实施例，其中图2为自动标温的方法流程图，具体如下：

S1，将黑体辐射源放置于滑轨对面，将红外热像仪放在滑轨的支架上正对黑体辐射源；

S2，当黑体辐射源温度稳定后，计算机发送步进电机指令，使得步进电机推动支架向前移动；

S3，计算机检测IO通断信号，若IO信号为断时，继续执行步骤(2)；若IO信号为通时，计算机获取红外热像仪采集的红外图像进行分析，从而精确定位滑轨中支架的位置，使红外热像仪摄像探头能够对准黑体辐射源的中心点；

S4，对准黑体辐射源后，根据采集到的机芯温度和黑体辐射源的温度以及该红外热像仪的温度区间对该红外热像仪进行温度标定；

S5，当红外热像仪对准一个黑体辐射源标温完成后，继续执行步骤(2)，直到支架运动到滑轨末端，针对该红外热像仪的标温完成。

根据本发明的实施例，其中所述系统的红外热像仪一般是指未标记温度的设备，可以通过本发明方法对红外热像仪进行温度标定。其中所述黑体辐射源的个数可以根据红外热像仪待标记温度的个数来决定，可用于批量标温。

根据本发明的实施例，其中计算机获取红外热像仪采集的红外图像进行分析的步骤如下：

(1)以图像中心点I(x₀,y₀)为基点，计算向上、下、左、右四个边缘靠近n个像素点的均值。公式如下：

(2)根据步骤(1)计算每个方向的方差并加和，公式如下：

D_n＝D_UP+D_DOWN+D_LEFT+D_RIGHT

然后以n取值为1开始向图像边缘靠近，直到达到图像边缘设定n＝K，将方差进行加和得到

(3)当支架由t₀时刻移动到t₁时刻时，如果在t₀时刻的值大于在t₁时刻的值，则计算机控制步进电机继续向前推动，否则计算机控制步进电机退回到t₀时刻的位置，则该位置为定位的精确位置。

根据本发明的实施例，其中根据采集到的机芯温度和黑体辐射源的温度以及该红外热像仪的温度区间对该红外热像仪进行温度标定，指的是以黑体辐射源为基准温度，将AD值与温度值的对照表烧录至红外热像仪中。

尽管前面结合附图对本发明的多个示例性实施例进行了具体描述，但可以理解的是在本公开内容的原理的精神和范围之内，本领域技术人员完全可以推导出许多其他变化和实施例。

Claims (6)

1.一种红外热像仪的自动标温系统，包括：

红外热像仪，架设在滑轨的支架上，用以拍摄监控区域画面，当IO开关信号为通时，对监控区域红外图像进行分析，锁定黑体辐射源中心位置；

黑体辐射源，放置在滑轨的对面，与红外热像仪摄像探头的方向对立，在自动标温前设置黑体辐射源的温度，当其温度稳定后方可进行标温操作；

滑轨，包括支架，步进电机，闭合开关；其中支架上放置红外热像仪；步进电机用于接收计算机指令执行对支架的推动和停止；闭合开关用于向计算机发送IO通断信号，使得计算机判断红外热像仪大致位置；

计算机中安装自动标温软件，该软件可以实时获取红外热像仪采集的红外图像，并且可以对红外图像进行分析；可以对红外热像仪进行标定温度；实时获取IO信号，并能对步进电机实时下发指令。

2.根据权利要求1所述的一种红外热像仪的自动标温系统，其中所述系统的红外热像仪一般是指未标记温度的设备，可以通过本发明方法对红外热像仪进行温度标定。

3.根据权利要求1所述的一种红外热像仪的自动标温系统，其中所述黑体辐射源的个数可以根据红外热像仪待标记温度的个数来决定，可用于批量标温。

4.一种如权利要求1-3任意所述的红外热像仪的自动标温系统的自动标温方法，其中自动标温的步骤如下：

(1)将黑体辐射源放置于滑轨对面，将红外热像仪放在滑轨的支架上正对黑体辐射源；

(2)当黑体辐射源温度稳定后，计算机发送步进电机指令，使得步进电机推动支架向前移动；

(3)计算机检测IO通断信号，若IO信号为断时，继续执行步骤(2)；若IO信号为通时，计算机获取红外热像仪采集的红外图像进行分析，从而精确定位滑轨中支架的位置，使红外热像仪摄像探头能够对准黑体辐射源的中心点；

(4)对准黑体辐射源后，根据采集到的机芯温度和黑体辐射源的温度以及该红外热像仪的温度区间对该红外热像仪进行温度标定；

(5)当红外热像仪对准一个黑体辐射源标温完成后，继续执行步骤(2)，直到支架运动到滑轨末端，针对该红外热像仪的标温完成。

5.根据权利要求4所述的一种红外热像仪的自动标温系统的自动标温方法，其中计算机获取红外热像仪采集的红外图像进行分析的步骤如下：

(1)以图像中心点I(x₀,y₀)为基点，计算向上、下、左、右四个边缘靠近n个像素点的均值。公式如下：

$\stackrel{\‾}{I_{UP}(x,y)}=\underset{i=-n}{\overset{n}{\Σ}}I\left(x_0+i,y_0-n\right)/\left(2n+1\right)$

$\stackrel{\‾}{I_{DOWN}(x,y)}=\underset{i=-n}{\overset{n}{\Σ}}I\left(x_0+i,y_0+n\right)/(2n+1)$

$\stackrel{\‾}{I_{LEFT}(x,y)}=\underset{i=-n}{\overset{n}{\Σ}}I(x_0-n,y_0+i)/(2n+1)$

$\stackrel{\‾}{I_{RIGHT}(x,y)}=\underset{i=-n}{\overset{n}{\Σ}}I\left(x_0+n,y_0+i\right)/(2n+1)$

(2)根据步骤(1)计算每个方向的方差并加和，公式如下：

D_n＝D_UP+D_DOWN+D_LEFT+D_RIGHT

然后以n取值为1开始向图像边缘靠近，直到达到图像边缘设定n＝K，将方差进行加和得到

(3)当支架由t₀时刻移动到t₁时刻时，如果在t₀时刻的值大于在t₁时刻的值，则计算机控制步进电机继续向前推动，否则计算机控制步进电机退回到t₀时刻的位置，则该位置为定位的精确位置。

6.根据权利要求4所述的一种红外热像仪的自动标温系统的自动标温方法，其中根据采集到的机芯温度和黑体辐射源的温度以及该红外热像仪的温度区间对该红外热像仪进行温度标定，指的是以黑体辐射源为基准温度，将AD值与温度值的对照表烧录至红外热像仪中。