CN113847992A - 提高对远小目标测温精度的方法、装置、设备和存储介质 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种提高对远小目标测温精度的方法、装置、设备和存储介质，涉及成像测温技术领域，解决现有远小目标测温不准的技术问题。主要内容为：获取黑体在不同的黑体温度、不同大小的黑体辐射面下对应的测量温度以及黑体辐射面对应的成像像素点个数，建立映射关系表；根据映射关系表构建辐射温度校准模型；根据模型、被测目标像素点个数，对被测目标的测量温度进行校准。本发明将被测物体的成像大小纳入温度矫正中，其结合所形成的温度校准模型通过将远小目标的成像大小结合起来，从而将成像大小和温度变化结合起来，继而将远小目标的测量精准降低进行补偿校准，有效地解决了成像远小所带来的测温准确性骤降的问题。
Description
技术领域
本发明涉及成像测温技术领域，更具体地是涉及提高对远小目标测温精度的方法、装置、设备和存储介质技术领域。
背景技术
在物体温度测量领域，基于成像的测温，如：红外成像测温，因其非接触的测量方式、广泛的测量范围、较高的测温灵敏度及测试速度，而被广泛的应用。现有设备通过测温仪的光学系统将探测器上接收到的物体自身辐射及反射的能量转换为电信号，并通过温度标定公式计算出被测物体表面温度。
然而现有技术中，通过光学系统的辐射量被聚焦在探测器上，由于弥散的作用，无法把这个通量聚焦在一个探测微元上，实际的像会占有多个探测微元。这就导致当空间频率提高到一定程度后，整个系统成像明锐度降低导致测温精度下降。
同时，目前测温装置受限于测温距离以及测温目标大小，例如某具有测温功能光学系统2m处可准确测温最小目标大小为20mm×20mm，当目标小于20mm×20mm后，测温准确度随目标减小而降低。因此如何提升测温装置对小目标及远距离目标测温精度则是当下亟需解决的需求。
发明内容
本发明的目的在于：为了解决上述技术问题，本发明提供一种提高对远小目标测温精度的方法、装置、设备和存储介质。
本发明为了实现上述目的具体采用以下技术方案：
一种提高对远小目标测温精度的方法，包括：
建立映射关系表：获取同一黑体在不同的黑体温度、不同大小的黑体辐射面下对应的测量温度以及黑体辐射面对应的成像像素点个数，建立测量温度-成像像素点个数-黑体温度的映射关系表；
建模：根据映射关系表构建辐射温度校准模型；
校准测量：根据辐射温度校准模型以及被测目标像素点个数，对被测目标的测量温度进行校准，得到被测目标的校准温度。
进一步地，所述建立映射关系表具体包括：
S1.1记录当前黑体的黑体温度；
S1.2通过更改遮光设备对黑体的遮挡部位来获得不同面积的黑体辐射面，并获得此黑体辐射面的测量温度，同时统计黑体辐射面成像的像素点个数；
S1.3改变黑体的黑体温度，重复S1.2；
S1.4根据S1.2和S1.3中的数据，建立测量温度-成像像素点个数-黑体温度的映射关系表。
进一步地，运用拟合方式构建所述辐射温度校准模型，所述拟合方式为采用二元二次多项函数式进行拟合：
f(x,y)＝a20x2+a02y2+a11xy+a10x+a01y+a00，
其中x和y分别为测量温度值和对应像素个数，a20、a02、a11、a10、a01、a00为需要求得的温度模型参数。
进一步地，所述校准测量具体包括：
S3.1获取当前被测物体测量温度值，并统计当前物体在画面内所占像素点个数；
S3.2将测量温度值及像素点个数带入到辐射温度校准模型中，获得该目标的校准温度。
一种提高对远小目标测温精度的装置，包括：
测温模块，基于成像技术获得被测目标的测量温度；
像素模块，采集被测目标像素点个数；
温度校准模块，根据辐射温度校准模型以及被测目标像素点个数，对被测目标的测量温度进行校准，得到被测目标的校准温度。
一种提高对远小目标测温精度的设备，所述电子设备包括：
处理器；
存储装置，用于存储程序；
当程序被处理器执行，使得所述处理器实现上述任一项所述的提高对远小目标测温精度的方法。
一种提高对远小目标测温精度的存储介质，其上存储计算机程序，所述计算机程序包括程序指令，该程序指令被处理器执行时实现上述任一项所述的提高对远小目标测温精度的方法。
本发明的有益效果如下：
1.目前测温装置受限于测温距离以及测温目标大小，基于此，本发明中，创新地将被测物体的成像大小纳入温度矫正中，其结合所形成的温度校准模型通过将远小目标的成像大小结合起来，从而将成像大小和温度变化结合起来，继而将远小目标的测量精准降低进行补偿校准，效地解决了成像远小所带来的测温准确性骤降的问题；
2.本发明先基于黑体这个标准物体进行热辐射研究，并将其自身温度，即黑体温度、黑体辐射面大小作为变量来建立测量温度-成像像素点个数-黑体温度的映射关系表，从而基于此表构建用于提升测量远小目标温度精度的模型——辐射温度校准模型，从而将远小目标因采集尺寸小而限制采集精度的问题得以解决；
3.本发明仅需基于黑体温度f、测量温度x以及像素值y，即可获得温度校准模型，并基于被测物体的测量温度以及辐射面像素个数即可获得准确的温度；本发明基于真实温度与像素值、测量温度之间的关系，进行测量温度校准，其运算简单，抗干扰数据良好。本发明通过设备测试温度值、目标成像像素点个数，即可实现对小目标的测量温度的精度优化。
附图说明
图1是本发明的流程示意图；
图2是实施例3提供的一种提高对远小目标测温精度的装置的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
一种提高对远小目标测温精度的方法，如图1所示，其包括：
建立映射关系表：获取同一黑体在不同的黑体温度、不同大小的黑体辐射面下对应的测量温度以及黑体辐射面对应的成像像素点个数，建立测量温度-成像像素点个数-黑体温度的映射关系表；
建模：根据映射关系表构建辐射温度校准模型；
校准测量：根据辐射温度校准模型以及被测目标像素点个数，对被测目标的测量温度进行校准，得到被测目标的校准温度。
测量温度为采用成像测温仪测量，例如红外测温仪。
目前测温装置受限于测温距离以及测温目标大小。基于此，本发明中，创新地将被测物体的成像大小纳入温度矫正中，其结合所形成的温度校准模型通过将远小目标的成像大小结合起来，从而将成像大小和温度变化结合起来，继而将远小目标的测量精准降低进行补偿校准，效地解决了成像远小所带来的测温准确性骤降的问题。
具体地，本发明先基于黑体这个标准物体进行热辐射研究，并将其自身温度，即黑体温度、黑体辐射面大小作为变量来建立测量温度-成像像素点个数-黑体温度的映射关系表，从而基于此表构建用于提升测量远小目标温度精度的模型——辐射温度校准模型，将远小目标因采集尺寸小而限制采集精度的问题得以解决。
同时，本发明仅需基于黑体温度f、测量温度x以及像素值y，即可获得温度校准模型，并通过被测物体的测量温度以及辐射面像素个数即可获得准确的温度；本发明基于真实温度与像素值、测量温度之间的关系，进行测量温度校准，其运算简单，抗干扰数据良好。本发明通过设备测试温度值、目标成像像素点个数，即可实现对小目标的测量温度的精度优化，运算参数直接、简单、抗干扰数据性能优异。
实施例2
一种提高对远小目标测温精度的方法，如图1所示，其包括：
步骤1、在同一位置处测量不同温度的黑体的热辐射：获取同一黑体不同黑体温度(即自身温度)下，不同大小黑体辐射面的测量结果温度和黑体辐射面的成像像素点数据，建立测量温度-成像像素点个数-黑体温度的映射关系表；
本实施例中，所述建立映射关系表的步骤具体包括：
S1.1记录当前黑体的黑体温度；
S1.2通过更改遮光设备对黑体的遮挡部位来获得不同面积的黑体辐射面，并获得此黑体辐射面的测量温度，同时统计黑体辐射面成像的像素点个数；
S1.3改变黑体的黑体温度，重复S1.2；
S1.4根据S1.2和S1.3中的数据，建立测量温度-成像像素点个数-黑体温度的映射关系表；
映射关系表如下：
表1.测量温度-成像像素点个-黑体温度的映射关系表
步骤2、构建辐射温度校准模型，根据测量温度-成像像素点个数-黑体温度的映射关系表，运用拟合方式获得辐射温度校准模型参数，并输出辐射温度校准模型；
关于辐射温度校准模型的建立具体如下：运用拟合方式构建所述辐射温度校准模型，所述拟合方式为采用二元二次多项函数式进行拟合：
f(x,y)＝a20x2+a02y2+a11xy+a10x+a01y+a00，
其中x和y分别为测量温度值和对应像素个数，a20、a02、a11、a10、a01、a00为需要求得的温度模型参数；
步骤3、获取被测目标像素点个数及测量温度，根据辐射温度校准模型计算被测目标辐射温度即真实温度；
本实施例中，所述校准测量具体包括：
S3.1获取当前被测物体测量温度值，并统计当前物体在画面内所占像素点个数；
S3.2将测量温度值及像素点个数带入到辐射温度校准模型中，获得该目标的校准温度。
实施例3
本实施例公开一种提高对远小目标测温精度的装置，其可以实行本发明任一实施例所提供的提高对远小目标测温精度的方法，具有执行此方法相应的功能模块，并基于此方案获得上述有益效果。如图2所示，此装置包括：
测温模块，基于成像技术获得被测目标的测量温度；
像素模块，采集被测目标像素点个数；
温度校准模块，根据辐射温度校准模型以及被测目标像素点个数，对被测目标的测量温度进行校准，得到被测目标的校准温度。
通过测温模块向温度校准模块输入测量温度，通过像素模块向温度校准模块输入像素信息，温度校准模块基于上述两个数据获得校准后的温度。
实施例4
本实施例公开一种提高对远小目标测温精度的设备，所述电子设备包括：
处理器；
存储装置，用于存储程序；
当程序被处理器执行，使得所述处理器实现上述任一项所述的提高对远小目标测温精度的方法。
存储装置为服务器的存储器，存储器和处理器通过总线方式连接。存储装置作为可读存储介质，可用于存储软件程序、计算机可执行程序以及模块等。基于此，本实施例还公开一种提高对远小目标测温精度的存储介质，其上存储计算机程序，所述计算机程序包括程序指令，该程序指令被处理器执行时实现上述任一项所述的提高对远小目标测温精度的方法。
处理器用于运行存储在存储装置中的程序，实现如下步骤：将温度成像设备采集的测试温度以及成像设备采集的像素信息发送给存储在存储装置上的温度校准模块，温度校准模块随上述信息处理后输出校准后的温度信息，即被检测物体的实际温度信息。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，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、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种提高对远小目标测温精度的方法，其特征在于，包括：
建立映射关系表：获取同一黑体在不同的黑体温度、不同大小的黑体辐射面下对应的测量温度以及黑体辐射面对应的成像像素点个数，建立测量温度-成像像素点个数-黑体温度的映射关系表；
建模：根据映射关系表构建辐射温度校准模型；
校准测量：根据辐射温度校准模型以及被测目标像素点个数，对被测目标的测量温度进行校准，得到被测目标的校准温度。
2.根据权利要求1所述的一种提高对远小目标测温精度的方法，其特征在于，所述建立映射关系表具体包括：
S1.1记录当前黑体的黑体温度；
S1.2通过更改遮光设备对黑体的遮挡部位来获得不同面积的黑体辐射面，并获得此黑体辐射面的测量温度，同时统计黑体辐射面成像的像素点个数；
S1.3改变黑体的黑体温度，重复S1.2；
S1.4根据S1.2和S1.3中的数据，建立测量温度-成像像素点个数-黑体温度的映射关系表。
3.根据权利要求1所述的一种提高对远小目标测温精度的方法，其特征在于，运用拟合方式构建所述辐射温度校准模型，所述拟合方式为采用二元二次多项函数式进行拟合：
f(x,y)＝a20x2+a02y2+a11xy+a10x+a01y+a00，
其中x和y分别为测量温度值和对应像素个数，a20、a02、a11、a10、a01、a00为需要求得的温度模型参数。
4.根据权利要求1所述的一种提高对远小目标测温精度的方法，其特征在于，所述校准测量具体包括：
S3.1获取当前被测物体测量温度值，并统计当前物体在画面内所占像素点个数；
S3.2将测量温度值及像素点个数带入到辐射温度校准模型中，获得该目标的校准温度。
5.一种提高对远小目标测温精度的装置，其特征在于，包括：
测温模块，基于成像技术获得被测目标的测量温度；
像素模块，采集被测目标像素点个数；
温度校准模块，根据辐射温度校准模型以及被测目标像素点个数，对被测目标的测量温度进行校准，得到被测目标的校准温度。
6.一种提高对远小目标测温精度的设备，其特征在于，所述电子设备包括：
处理器；
存储装置，用于存储程序；
当程序被处理器执行，使得所述处理器实现如权利要求1～4中任一项所述的提高对远小目标测温精度的方法。
7.一种提高对远小目标测温精度的存储介质，其上存储计算机程序，所述计算机程序包括程序指令，其特征在于，该程序指令被处理器执行时实现如权利要求1～4中任一项所述的提高对远小目标测温精度的方法。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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