CN117968863A - 红外测温方法、装置、设备及存储介质 - Google Patents
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Abstract
本申请提供一种红外测温方法、装置、设备及存储介质,涉及红外测温技术领域,通过对待测对象的辐射亮度进行修正,使得在发射率配置准确的情况下进一步提升红外测温精度。该方法包括:获取红外测温装置对待测对象进行温度探测时的探测信息以及红外测温装置所采集的待测对象的图像;基于待测对象的图像的灰度值,确定待测对象的测量温度;基于测量温度以及探测信息中的任意一项或多项,对待测对象的辐射亮度进行修正,得到待测对象的实际辐射亮度;基于实际辐射亮度以及红外测温装置对应的辐射亮度与温度值的转换关系,确定实际辐射亮度对应的目标温度,并将目标温度确定为待测对象的实际温度。
Description
技术领域
本申请涉及红外测温技术领域,尤其涉及一种红外测温方法、装置、设备及存储介质。
背景技术
在红外测温过程中,红外测温装置通常会根据物体的材料特性和温度范围,设置相应的发射率参数。这是因为不同材料的物体表面辐射红外能量的能力不同,如果不考虑发射率,测量结果可能会产生误差。
为了提高红外测温的准确性,目前主流的提高红外测温精度的方案,通常是针对发射率配置不准确引起的误差进行修正,尽可能配置出准确的发射率,进而提升红外测温精度。但是,实际应用中发现,一些情况下即使配置出准确的发射率,测量出的温度与物体的实际温度仍有较大误差。
发明内容
基于上述技术问题,本申请提供一种红外测温方法、装置、设备及存储介质,能够基于探测信息对待测对象的辐射亮度进行修正,使得在发射率配置准确的情况下进一步提升红外测温精度。
第一方面,本申请提供一种红外测温方法,该方法包括:获取红外测温装置对待测对象进行温度探测时的探测信息以及红外测温装置所采集的待测对象的图像;探测信息包括以下至少一项:探测环境信息、探测设备信息或待测对象的发射率;基于待测对象的图像的灰度值,确定待测对象的测量温度;基于测量温度以及探测信息中的任意一项或多项,对待测对象的辐射亮度进行修正,得到待测对象的实际辐射亮度; 基于实际辐射亮度以及红外测温装置对应的辐射亮度与温度值的转换关系,确定实际辐射亮度对应的目标温度,并将目标温度确定为待测对象的实际温度。
本申请实施例提供的红外测温方法,首先收集红外测温装置对待测对象进行温度探测时的探测信息,以了解探测时的探测环境信息、探测设备信息、待测对象的发射率、红外测温装置所采集的待测对象的图像。在根据待测对象的图像的灰度值测量出待测对象的测量温度之后,会基于测量温度、探测环境信息、探测设备信息以及待测对象的发射率,对待测对象的辐射亮度进行修正,得到待测对象的实际辐射亮度。由于本申请确定出的辐射亮度更贴近于待测对象的真实辐射亮度,因此基于该辐射亮度确定出的温度也更贴近于待测对象的真实温度,进而可以对发射率准确或发射率较小时仍然产生较大误差的情况进行进一步修正,弥补相关技术红外测温的缺陷。
一种可能的实现方式中,基于测量温度、探测环境信息、探测设备信息以及待测对象的发射率,对待测对象的辐射亮度进行修正,得到待测对象的实际辐射亮度,包括:将测量温度、探测环境信息、探测设备信息以及待测对象的发射率输入辐射亮度修正模型,计算待测对象的实际辐射亮度;辐射亮度修正模型为基于普朗克辐射定律以及影响辐射亮度测量的因素预先建立的;影响辐射亮度测量的因素包括测量温度、探测环境、探测设备以及发射率。
一种可能的实现方式中,探测环境信息包括环境温度、大气温度以及大气透过率;探测设备信息包括红外测温装置的响应数据以及响应波段;基于测量温度、探测环境信息、探测设备信息以及待测对象的发射率,对待测对象的辐射亮度进行修正,得到待测对象的实际辐射亮度,包括:根据普朗克辐射定律,确定黑体在测量温度以及响应波段下对应的第一普朗克辐射亮度、黑体在环境温度以及响应波段下对应的第二普朗克辐射亮度、黑体在大气温度以及响应波段下对应的第三普朗克辐射亮度;根据发射率、大气透过率以及响应数据,对第一普朗克辐射亮度进行修正,得到第一修正普朗克辐射亮度;根据发射率以及响应数据,对第二普朗克辐射亮度进行修正,得到第二修正普朗克辐射亮度;根据发射率、大气透过率以及响应数据,对第三普朗克辐射亮度进行修正,得到第三修正普朗克辐射亮度;根据第一修正普朗克辐射亮度、第二修正普朗克辐射亮度以及第三修正普朗克辐射亮度,得到待测对象的实际辐射亮度。
一种可能的实现方式中,根据发射率、大气透过率以及响应数据,对第一普朗克辐射亮度进行修正,得到第一修正普朗克辐射亮度,包括:将第一乘积与第二乘积的比值,作为第一修正普朗克辐射亮度;第一乘积为第一普朗克辐射亮度与响应数据的乘积;第二乘积为发射率与大气透过率的乘积;根据发射率以及响应数据,对第二普朗克辐射亮度进行修正,得到第二修正普朗克辐射亮度,包括:将第三乘积比上发射率得到的比值,作为第二修正普朗克辐射亮度;第三乘积为第二普朗克辐射亮度、响应数据以及环境透射率的乘积;根据发射率、根据发射率、大气透过率以及响应数据,对第三普朗克辐射亮度进行修正,得到第三修正普朗克辐射亮度,包括:将第四乘积比上第二乘积得到的比值,作为第三修正普朗克辐射亮度;第四乘积为第三普朗克辐射亮度、响应数据以及处理后大气透射率的乘积,处理后大气透射率与大气透射率之和为预设值。
一种可能的实现方式中,根据第一修正普朗克辐射亮度、第二修正普朗克辐射亮度以及第三修正普朗克辐射亮度,得到待测对象的实际辐射亮度,包括:将第一修正普朗克辐射亮度减去第二修正普朗克辐射亮度和第三修正普朗克辐射亮度,得到待测对象的实际辐射亮度。
一种可能的实现方式中,根据普朗克辐射定律,确定黑体在测量温度以及响应波段下对应的第一普朗克辐射亮度、黑体在环境温度以及响应波段下对应的第二普朗克辐射亮度、黑体在大气温度以及响应波段下对应的第三普朗克辐射亮度,包括:将响应波段作为积分区间、预设波长作为积分步长,对黑体在测量温度下的普朗克辐射亮度进行定积分运算,得到第一普朗克辐射亮度;将响应波段作为积分区间、预设波长作为积分步长,对黑体在环境温度下的普朗克辐射亮度进行定积分运算,得到第二普朗克辐射亮度;将响应波段作为积分区间、预设波长作为积分步长,对黑体在大气温度下的普朗克辐射亮度进行定积分运算,得到第三普朗克辐射亮度。
一种可能的实现方式中,基于实际辐射亮度以及红外测温装置对应的辐射亮度与温度值的转换关系,确定实际辐射亮度对应的目标温度,包括:基于实际辐射亮度,从包括多个辐射亮度与多个拟合参数的对应关系中,确定实际辐射亮度对应的目标拟合参数;将目标拟合参数代入转换关系对应的拟合函数,得到目标温度。
一种可能的实现方式中,不同辐射亮度区间对应的拟合函数不同;将目标拟合参数代入转换关系对应的拟合函数,得到目标温度,包括:确定实际辐射亮度所属辐射亮度区间对应的拟合函数,得到目标拟合函数;将目标拟合参数代入目标拟合函数,得到目标温度。
第二方面,本申请提供一种红外测温装置,该装置包括获取单元、确定单元以及处理单元;获取单元,用于获取红外测温装置对待测对象进行温度探测时的探测信息以及红外测温装置所采集的待测对象的图像;探测信息包括以下至少一项:探测环境信息、探测设备信息或待测对象的发射率;确定单元,用于基于待测对象的图像的灰度值,确定待测对象的测量温度;处理单元,用于基于测量温度以及探测信息中的任意一项或多项,对待测对象的辐射亮度进行修正,得到待测对象的实际辐射亮度;确定单元,还用于基于实际辐射亮度以及红外测温装置对应的辐射亮度与温度值的转换关系,确定实际辐射亮度对应的目标温度,并将目标温度确定为待测对象的实际温度。
一种可能的实现方式中,处理单元,具体用于:将测量温度、探测环境信息、探测设备信息以及待测对象的发射率输入辐射亮度修正模型,计算待测对象的实际辐射亮度;辐射亮度修正模型为基于普朗克辐射定律以及影响辐射亮度测量的因素预先建立的;影响辐射亮度测量的因素包括测量温度、探测环境、探测设备以及发射率。
一种可能的实现方式中,探测环境信息包括环境温度、大气温度以及大气透过率;探测设备信息包括红外测温装置的响应数据以及响应波段;处理单元,具体用于:根据普朗克辐射定律,确定黑体在测量温度以及响应波段下对应的第一普朗克辐射亮度、黑体在环境温度以及响应波段下对应的第二普朗克辐射亮度、黑体在大气温度以及响应波段下对应的第三普朗克辐射亮度;根据发射率、大气透过率以及响应数据,对第一普朗克辐射亮度进行修正,得到第一修正普朗克辐射亮度;根据发射率以及响应数据,对第二普朗克辐射亮度进行修正,得到第二修正普朗克辐射亮度;根据发射率、大气透过率以及响应数据,对第三普朗克辐射亮度进行修正,得到第三修正普朗克辐射亮度;根据第一修正普朗克辐射亮度、第二修正普朗克辐射亮度以及第三修正普朗克辐射亮度,得到待测对象的实际辐射亮度。
一种可能的实现方式中,处理单元,具体用于:将第一乘积与第二乘积的比值,作为第一修正普朗克辐射亮度;第一乘积为第一普朗克辐射亮度与响应数据的乘积;第二乘积为发射率与大气透过率的乘积;将第三乘积比上发射率得到的比值,作为第二修正普朗克辐射亮度;第三乘积为第二普朗克辐射亮度、响应数据以及环境透射率的乘积;将第四乘积比上第二乘积得到的比值,作为第三修正普朗克辐射亮度;第四乘积为第三普朗克辐射亮度、响应数据以及处理后大气透射率的乘积,处理后大气透射率与大气透射率之和为预设值。
一种可能的实现方式中,处理单元,具体用于:将第一修正普朗克辐射亮度减去第二修正普朗克辐射亮度和第三修正普朗克辐射亮度,得到待测对象的实际辐射亮度。
一种可能的实现方式中,处理单元,具体用于:将响应波段作为积分区间、预设波长作为积分步长,对黑体在测量温度下的普朗克辐射亮度进行定积分运算,得到第一普朗克辐射亮度;将响应波段作为积分区间、预设波长作为积分步长,对黑体在环境温度下的普朗克辐射亮度进行定积分运算,得到第二普朗克辐射亮度;将响应波段作为积分区间、预设波长作为积分步长,对黑体在大气温度下的普朗克辐射亮度进行定积分运算,得到第三普朗克辐射亮度。
一种可能的实现方式中,确定单元,具体用于:基于实际辐射亮度,从包括多个辐射亮度与多个拟合参数的对应关系中,确定实际辐射亮度对应的目标拟合参数;将目标拟合参数代入转换关系对应的拟合函数,得到目标温度。
一种可能的实现方式中,确定单元,具体用于:确定实际辐射亮度所属辐射亮度区间对应的拟合函数,得到目标拟合函数;将目标拟合参数代入目标拟合函数,得到目标温度。
第三方面,本申请提供一种电子设备,该电子设备包括处理器和存储器;存储器存储有处理器可执行的指令;处理器被配置为执行指令时,使得电子设备实现上述第一方面所述的方法。
第四方面,本申请提供一种计算机程序产品,当该计算机程序产品在电子设备中运行时,使得电子设备执行上述第一方面所述相关方法的,以实现上述第一方面所述的方法。
第五方面,本申请提供一种可读存储介质,该可读存储介质包括:软件指令;当软件指令在电子设备中运行时,使得电子设备实现上述第一方面所述的方法。
上述第二方面至第五方面的有益效果可以参照第一方面所述,不再赘述。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请实施例提供的不同设备测量误差曲线示意图一;
图2为本申请实施例提供的红外测温场景示意图;
图3为本申请实施例提供的电子设备的组成示意图;
图4为本申请实施例提供的一种红外测温方法的流程示意图一;
图5为本申请实施例提供的一种温度-灰度关系图;
图6为本申请实施例提供的一种红外测温方法的流程示意图二;
图7为本申请实施例提供的一种分段拟合流程示意图;
图8为本申请实施例提供的不同设备测量误差曲线示意图二;
图9为本申请实施例提供的红外测温装置的组成示意图。
具体实施方式
为了使本领域普通人员更好地理解本申请的技术方案,下面将结合附图,对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
需要说明的是,本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象,而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换,以便这里描述的本申请的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。相反,它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的装置和方法的例子。
另外,在本申请实施例的描述中,除非另有说明,“/”表示或的意思,例如,A/B可以表示A或B。本文中的“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系,表示可以存在三种关系,例如,A和/或B,可以表示:单独存在A,同时存在A和B,单独存在B这三种情况。另外,在本申请实施例的描述中,“多个”是指两个或多于两个。
在对本申请实施例进行详细地解释说明之前,先对本申请实施例涉及到的一些相关术语以及相关技术进行介绍。
红外测温:是利用物体发射的红外辐射与物体表面温度之间的关系来测量物体表面温度的一种方法。物体表面温度越高,发射的红外辐射就越强,反之则越弱。红外测温仪通过接收物体发射的红外辐射,并将其转换为温度值,从而实现对物体表面温度的测量。
黑体(black body):是一个理想化的物体,在理论上,它能够吸收外来的全部电磁辐射,并且不会有任何的反射与透射。换句话说,黑体对于任何波长的电磁波的吸收系数为1,透射系数为0。需要说明的是,在本申请实施例中,黑体包括多个组件,其中,被看作参考黑体的组件是一个理想化的物体,在理论上,能够吸收外来的全部电磁辐射,并且不会有任何的反射与透射。
发射率:在一定温度和波长下的物体光谱辐射出射度与黑体光谱辐射出射度的比值,数值范围在0和1之间,它反映了物体表面辐射红外能量的能力。完全黑体的发射率为1,表示所有辐射能量都被发射出来。然而,在实际应用中,完全黑体很难存在,因此物体表面的发射能力通常由实际发射率来表示。实际发射率考虑了物体表面的反射、透射等因素,其值也在0到1之间。
可见,发射率是红外测温中的一个重要参数,正确设置发射率参数是确保红外测温准确性的关键。因此,相关技术为了提高红外测温的准确性,大多都是针对发射率配置不准确引起的误差进行修正,尽可能配置出准确的发射率,进而提升红外测温精度。
不同物体表面的发射率往往也不同。实际应用中发现,在针对发射率在0.95-1之间的目标进行红外测温时,测温进度往往较高。但是在针对发射率小于0.95的目标进行红外测温时,即使配置出准确的发射率,测量出的温度与物体的实际温度之间仍有较大误差。
如图1所示,假设目标的实际发射率为0.6,将该发射率分别输入三台红外测温装置之后,由于三台红外测温装置备的响应波段不一样,因此针对不同温度这三台红外测温装置的测量误差也不同。但是,可以看到在该发射率下,随着物体温度的升高,三台外测温装置的测量误差均越来越大。
鉴于上述问题,本申请实施例提供一种红外测温方法、装置、设备及存储介质,由于相关技术在配置出准确的发射率后,仍可能会出现较大的测量误差,本申请基于测量温度、探测环境信息、探测设备信息以及待测对象的发射率,对待测对象的辐射亮度进行修正,得到待测对象的实际辐射亮度。由于本申请基于测温时检测到的实时探测信息,对待测对象的辐射亮度进行了修正,确定出的辐射亮度更贴近于待测对象的真实辐射亮度,因此基于该辐射亮度确定出的温度也更贴近于待测对象的真实温度,进而可以对发射率准确或发射率较小时仍然产生较大误差的情况进行进一步修正,弥补相关技术红外测温的缺陷。
下面结合附图对本申请实施例提供的红外测温方法进行详细说明。
图2示出了一种红外测温场景。如图2所示,该红外测温场景包括待测对象11以及红外测温装置12。其中,红外测温装置12可以对待测对象11进行红外测温。
红外测温装置12是将入射的红外辐射信号转变成电信号输出的器件。红外测温装置12可以是红外测温仪、红外热像仪等通过红外技术对测量目标进行测温的装置,也可以是其它具备测温功能的装置,在此不作限制。
红外测温装置12可以用于对待测对象进行温度探测。
红外测温装置12可以包括图像传感器和处理器。图像传感器用于采集待测对象的图像,并将该图像发送至处理器。处理器用于对该图像进行处理,确定待测对象的测量温度。一些实施例中,图像传感器用于采集灰度图像并发送给处理器,处理器基于该灰度图像中的灰度值确定待测对象的测量温度。另一些实施例中,图像传感器用于采集待测对象的非灰度图像并发送给处理器,处理器将其转换成灰度图像后,基于灰度值确定待测对象的测量温度。
一种可能的实现方式中,红外测温装置12还可以包括温度传感器,该温度传感器用于获取环境温度,该环境温度用于处理器对待测对象的辐射亮度进行修正。具体对红外测温装置12进行温度修正的过程可以参照下述方法实施例中介绍的红外测温方法,此处不再赘述。
一种可能的实现方式中,红外测温装置12还可以包括双目摄像装置,该双目摄像装置用于通过图像传感器采集待测对象11的灰度图像和可见光图像。
本申请实施例提供的红外测温方法的执行主体可以是上述红外测温装置12。如上,该红外测温装置12可以是计算机或服务器等具有数据处理功能的电子设备。可选地,该红外测温装置12也可以是前述电子设备中的处理器(例如中央处理器(centralprocessing unit,CPU));或者,该红外测温装置12还可以是前述电子设备中安装的具有数据处理功能的应用程序(application,APP);再或者,该红外测温装置12还可以是前述电子设备中具有数据处理功能的功能模块等。本申请实施例对此不作限制。
为了描述简单,以下统一以红外测温装置12为电子设备为例进行介绍。
图3为本申请实施例提供的电子设备的组成示意图。如图3所示,该电子设备可以包括:处理器20、存储器21、通信线路22、通信接口23、以及输入输出接口24。
其中,处理器20、存储器21、通信接口23以及输入输出接口24之间可以通过通信线路22连接。
处理器20,用于执行存储器21中存储的指令,以实现本申请下述实施例提供的故障分析方法。处理器20可以是CPU、通用处理器网络处理器(network processor,NP)、数字信号处理器(digital signal processing,DSP)、微处理器、微控制器(micro controlunit,MCU)/单片微型计算机/单片机、可编程逻辑器件(programmable logic device,PLD)或它们的任意组合。处理器20还可以是其它任意具有处理功能的装置,例如电路、器件或软件模块,本申请实施例对此不作限制。在一种示例中,处理器20可以包括一个或多个CPU,例如图3中的CPU0和CPU1。作为一种可选的实现方式,电子设备可以包括多个处理器,例如,除处理器20之外,还可以包括处理器25(图3中以虚线为例示出)。
存储器21,用于存储指令。例如,指令可以是计算机程序。可选地,存储器21可以是只读存储器(read-only memory,ROM)或可存储静态信息和/或指令的其他类型的静态电子设备,也可以是存取存储器(random access memory,RAM)或者可存储信息和/或指令的其他类型的动态电子设备,还可以是电可擦可编程只读存储器(electrically erasableprogrammable read-only memory,EEPROM)、只读光盘(compact disc read-only memory,CD-ROM)或其他光盘存储、光碟存储(包括压缩光碟、激光碟、光碟、数字通用光碟、蓝光光碟等)、磁盘存储介质或者其他磁电子设备等,本申请实施例对此不作限制。
需要说明的是,存储器21可以独立于处理器20存在,也可以和处理器20集成在一起。存储器21可以位于电子设备内,也可以位于电子设备外,本申请实施例对此不作限制。
通信线路22,用于在电子设备所包括的各部件之间传送信息。
通信接口23,用于与其他设备(例如上述红外测温装置12)或其它通信网络进行通信。该其它通信网络可以为以太网,无线接入网(radio access network,RAN),无线局域网(wireless local area networks,WLAN)等。通信接口23可以是模块、电路、收发器或者任何能够实现通信的装置。
输入输出接口24,用于实现用户和电子设备之间的人机交互。例如实现用户和电子设备之间的动作交互或信息交互。
示例性地,输入输出接口24可以是鼠标、键盘、显示屏、或者触控显示屏等。通过鼠标、键盘、显示屏、或者触控显示屏等可以实现用户和电子设备之间的动作交互或信息交互。
需要说明的是,图3中示出的结构并不构成对电子设备的限定,除图3所示的部件之外,电子设备可以包括比图示更多或更少的部件,或者某些部件的组合,或者不同的部件布置。
以下对本申请实施例提供的红外测温方法进行介绍。
图4为本申请实施例提供的一种红外测温方法的流程示意图。可选地,该方法可以由具有上述图3所示硬件结构的电子设备执行,如图4所示,该方法包括S301至S304。
S301、获取红外测温装置对待测对象进行温度探测时的探测信息以及红外测温装置所采集的所述待测对象的图像。
其中,探测信息为对待测对象进行温度测量时需要采集的信息,例如探测信息包括但不限于以下一项或多项:探测环境信息、探测设备信息、待测对象的发射率等。
需要说明的,探测环境信息用于反映红外测温装置对待测对象进行温度探测时的环境状况。探测环境信息可以包括多种环境数据,例如环境温度、大气温度以及大气透过率等,本申请实施例对具体的探测环境信息不作限定。其中,大气温度与环境温度可以相同,也可以不同,本申请实施例对此不作限定。
探测设备信息用于反映红外测温装置对待测对象进行温度探测时的设备状况。探测设备信息可以包括多个设备参数,例如红外测温装置的响应波段以及外测温装置对待测对象进行温度探测所产生的响应数据等。
作为一种可能的实现方式,电子设备可以接收用户输入的红外测温装置对待测对象进行温度探测时的探测信息,以了解探测时的探测环境信息、探测设备信息、待测对象的发射率、红外测温装置所采集的待测对象的图像。
作为另一种可能的实现方式,红外测温装置配置有图像传感器、环境传感器(如温度传感器、光学传感器)以及数据采集器等。在对待测对象进行温度探测时,电子设备可以通过红外测温装置的图像传感器获取待测对象的图像,通过红外测温装置的环境传感器获取环境信息,通过数据采集器获取红外测温装置的探测设备信息以及待测对象的发射率,进而得到红外测温装置对待测对象进行温度探测时的探测信息。
一些实施例中,待测对象的发射率可以为经过修正后的待测对象的发射率。例如,电子设备在获取到待测对象的测量发射率后,可以通过发射率修正算法对测量发射率进行修正,以配置出待测对象的真实发射率。
一些实施例中,待测对象的图像可以为灰度图像,也可以为可见光图像,本申请实施例对具体的图像不作限定。
在一种可能的实现方式中,红外测温装置配置有双目摄像装置,该双目摄像装置用于通过图像传感器采集灰度图像和可见光图像。电子设备可以则可以获取红外测温装置采集到的灰度图像和可见光图像。
其中,该双目摄像装置可以包括两路摄像头,一路用于采集可见光图像,另一路用于采集灰度图像。
在另一种可能的实现方式中,红外测温装置配置有单目摄像装置,该单目摄像装置用于通过图像传感器采集灰度图像,并将该灰度图像发送至电子设备,以便于电子设备对该灰度图像进行处理,实现本申请实施例提供的红外测温方法。
S302、基于待测对象的图像的灰度值,确定待测对象的测量温度。
一个物体的温度与其图像的灰度值存在关联,可以根据灰度值来确定待测对象的测量温度。
例如,作为一种可能的实现方式,在获取到红外测温装置所采集的待测对象的图像之后,电子设备可以通过计算图像中每个像素点的红、绿、蓝三原色分量的加权和来得到灰度值。进一步的,电子设备根据计算到的灰度值以及预先校正的灰度与温度的转换关系,确定待测对象的测量温度。
作为另一种可能的实现方式,在获取到红外测温装置所采集的待测对象的图像之后,电子设备将每个像素点的红、绿、蓝分量相加后取平均值作为灰度值。进一步的,电子设备根据得到的灰度值以及预先校正的灰度与温度的转换关系,确定待测对象的测量温度。
在实际应用中,电子设备可以根据预先标定好的灰度-温度映射关系,确定待测对象的测量温度。由于灰度值与温度之间的函数关系可以预先确定并存储在电子设备中,且基于该二者之间的指定函数关系,在已知其中一个参数的情况下可以确定另一个参数。因此,为了确定测量温度,可以先确定待测对象的图像的灰度值,然后基于待测对象的图像的灰度值和指定函数关系,可以确定测量温度。
通过电子设备采集到的大量的灰度值数据以及温度值数据,可以标定出该电子设备对应的灰度-温度之间的映射关系。如图5所示,根据电子设备对应的灰度-温度之间的映射关系,可以建立两者之间的数学模型,并将该数据模型存储到电子设备中。电子设备在确定出待测对象的图像的灰度值之后,可以根据该数据模型,计算出待测对象的图像的灰度值对应的目标温度,即待测对象的测量温度。
示例性的,根据图5中的曲线关系,电子设备可以建立灰度值数据G与温度数据T之间的数据模型: 。
其中,表示反函数。
S303、基于测量温度以及探测信息中的任意一项或多项,对待测对象的辐射亮度进行修正,得到待测对象的实际辐射亮度。
在得到待测对象的测量温度之后,相较于相关技术仅对待测对象的发射率进行配准,仍然存在较大测量误差。本申请实施例从红外测温原理的本质出发,可以结合当时的探测信息直接对待测对象的辐射亮度进行修正,从而得到准确的辐射亮度,为后续得到准确的温度奠定了基础。
在对待测对象的辐射亮度进行修正时,电子设备可以将测量温度与探测信息中的任意一项或多项结合,对待测对象的辐射亮度进行修正,得到待测对象的实际辐射亮度,以便基于实际辐射亮度得到待测对象更为精准的实际温度。如,电子设备可以结合测量温度与探测信息中的探测环境信息,对辐射亮度进行修正得到实际辐射亮度;再如,电子设备可以结合测量温度与探测信息中的探测设备信息和待测对象的发射率,对辐射亮度进行修正得到实际辐射亮度。
例如,根据普朗克辐射定律可知,黑体的亮度与黑体的温度和辐射波长有关,因此,电子设备可以根据测量温度以及探测信息中的响应数据以及响应波段,计算出待测对象的辐射亮度,并将该辐射亮度作为待测对象的实际辐射亮度。
又例如,考虑到大气透过率对能量传播的影响,电子设备在根据测量温度确定出待测对象的辐射亮度之后,可以根据探测信息中的大气透过率,对待测对象的辐射亮度进行修正(如大气透过率较高则增加辐射亮度),得到待测对象的实际辐射亮度。
再例如,考虑到环境温度对能量传播的影响,电子设备在根据测量温度确定出待测对象的辐射亮度之后,可以根据探测信息中的环境温度,对待测对象的辐射亮度进行修正(如环境温度较高则降低辐射亮度),得到待测对象的实际辐射亮度。
作为一种可能的实现方式,电子设备可以根据普朗克辐射定律,确定黑体在测量温度以及响应波段下对应的第一普朗克辐射亮度、黑体在环境温度以及响应波段下对应的第二普朗克辐射亮度、黑体在大气温度以及响应波段下对应的第三普朗克辐射亮度。进一步的,电子设备会分别对这三个普朗克辐射亮度进行修正,以得到第一修正普朗克辐射亮度、第二修正普朗克辐射亮度以及第三修正普朗克辐射亮度。进而电子设备可以根据第一修正普朗克辐射亮度、第二修正普朗克辐射亮度以及第三修正普朗克辐射亮度,得到待测对象的实际辐射亮度。
需要介绍的,普朗克辐射定律(也称普朗克黑体辐射定律)描述了在任意温度T下,从一个黑体中发射出的电磁辐射的辐射率与频率彼此之间的关系。根据普朗克辐射定律中关于普朗克辐射亮度的部分可知,普朗克辐射亮度(Spectral Radiance)是描述黑体辐射的重要物理量,它表示黑体在单位时间、单位面积、单位立体角和单位波长间隔内辐射出的能量。普朗克辐射亮度与黑体的温度和辐射波长有关,其计算公式为:
L(λ, T) = (2hc²)/(λ^5) * (1/exp(hc/λkT) - 1) 公式一;
其中,L表示普朗克辐射亮度,λ表示辐射波长,T表示黑体的热力学温度,h是普朗克常数,c是光速,k是玻尔兹曼常数,exp表示以自然常数e为底的指数函数。这个公式描述了黑体在不同温度和波长下的辐射亮度分布。根据普朗克辐射亮度公式,可以绘制出普朗克曲线,它展示了黑体光谱辐射亮度在不同温度下随波长的变化关系。普朗克曲线表明,对于给定的温度,黑体的光谱辐射亮度存在一个极值,这个极值的位置与温度有关,这就是维恩位移定律。此外,随着温度的升高,黑体的光谱辐射亮度也会增加。
在实际应用中,考虑到不同红外测温装置的设备参数不同(例如具有不同的响应波段),电子设备可以将响应波段作为积分区间、预设波长作为积分步长,对黑体在测量温度下的普朗克辐射亮度进行定积分运算,得到第一普朗克辐射亮度。同理,电子设备可以将响应波段作为积分区间、预设波长作为积分步长,对黑体在环境温度下的普朗克辐射亮度进行定积分运算,得到第二普朗克辐射亮度,将响应波段作为积分区间、预设波长作为积分步长,对黑体在大气温度下的普朗克辐射亮度进行定积分运算,得到第三普朗克辐射亮度。
示例性的,假设红外测温装置的响应波段为,被测目标的温度值为/>,电子设备可以将响应波段下的积分辐射亮度作为被测目标的普朗克辐射亮度值,因此可以对公式一进行改进,得到的普朗克辐射亮度计算公式为:
公式二;
其中,波长步长可以灵活设置,例如选取 ∆λ=0.01μm。
需要说明的,针对不同温度对应的普朗克辐射亮度,电子设备可以依据影响因素的不同,采用不同的修正方法。本申请实施例对朗克辐射亮度的具体修正方法不作限定。
对于测量温度对应的第一普朗克辐射亮度,考虑到待测对象的发射率、大气透过率以及红外测温装置在不同波段的响应数据,电子设备可以根据发射率、大气透过率以及响应数据,对第一普朗克辐射亮度进行修正,得到第一修正普朗克辐射亮度。
例如,电子设备可以将第一乘积与第二乘积的比值,作为第一修正普朗克辐射亮度。其中,第一乘积为第一普朗克辐射亮度与响应数据的乘积;第二乘积为发射率与大气透过率的乘积。
可以理解的,影响测量温度对应的辐射亮度的因素包括待测对象的发射率、大气透过率或红外测温装置在不同波段的响应数据,结合待测对象的发射率、大气透过率以及红外测温装置在不同波段的响应数据,对测量温度对应的第一普朗克辐射亮度进行修正,能够使得待测对象在测量温度下红外探测装置获取到的辐射亮度更接近于相同温度下黑体的辐射亮度,为后续确定待测对象的实际辐射亮度提供了有力保障。
对于环境温度对应的第二普朗克辐射亮度,考虑到待测对象的发射率以及红外测温装置在不同波段的响应数据,电子设备可以根据发射率以及响应数据,对第二普朗克辐射亮度进行修正,得到第二修正普朗克辐射亮度。
例如,电子设备可以将第三乘积比上发射率得到的比值,作为第二修正普朗克辐射亮度。其中,第三乘积为第二普朗克辐射亮度、响应数据以及环境透射率的乘积。
可以理解的,影响环境温度对应的辐射亮度的因素包括待测对象的发射率以及红外测温装置在不同波段的响应数据,结合待测对象的发射率以及红外测温装置在不同波段的响应数据,对环境温度对应的第二普朗克辐射亮度进行修正,可以得到环境温度下黑体的辐射亮度,并将此辐射亮度作为误差,为后续确定待测对象的实际辐射亮度提供了有力保障。对于大气温度对应的第三普朗克辐射亮度,考虑到待测对象的发射率、大气透过率以及红外测温装置在不同波段的响应数据,电子设备可以根据发射率、大气透过率以及响应数据,对第三普朗克辐射亮度进行修正,得到第三修正普朗克辐射亮度。
例如,电子设备可以将第四乘积比上第二乘积得到的比值,作为第三修正普朗克辐射亮度。其中,第四乘积为第三普朗克辐射亮度、响应数据以及处理后大气透射率的乘积,处理后大气透射率与大气透射率之和为预设值。
可以理解的,影响大气温度对应的辐射亮度的因素包括待测对象的发射率、大气透过率以及红外测温装置在不同波段的响应数据,结合待测对象的发射率、大气透过率以及红外测温装置在不同波段的响应数据,对大气温度对应的第三普朗克辐射亮度进行修正,可以得到大气温度下黑体的辐射亮度,并将此辐射亮度作为误差,为后续确定待测对象的实际辐射亮度提供了有力保障。
在得到第一修正普朗克辐射亮度、第二修正普朗克辐射亮度以及第三修正普朗克辐射亮度之后,由于第一修正普朗克辐射亮度反映的是在测量温度下电子设备所获取到的黑体的实际辐射亮度,而第二修正普朗克辐射亮度反映的是在环境温度下电子设备所获取到的黑体的实际辐射亮度、第三修正普朗克辐射亮度反映的是在大气温度下电子设备所获取到的黑体的实际辐射亮度,因此,电子设备可以将第二修正普朗克辐射亮度以及第三修正普朗克辐射亮度作为误差,来调整第一修正普朗克辐射亮度。本申请实施例对具体的调整方式不作限定。
例如,电子设备可以将第一修正普朗克辐射亮度减去第二修正普朗克辐射亮度和第三修正普朗克辐射亮度,得到待测对象的实际辐射亮度。
又例如,电子设备还可以为第二修正普朗克辐射亮度和第三修正普朗克辐射亮度设置不同的权重,将第一修正普朗克辐射亮度减去加权后的第二修正普朗克辐射亮度以及加权后的第三修正普朗克辐射亮度,得到待测对象的实际辐射亮度。
在其他一些实现方式中,电子设备也可以仅对第三普朗克辐射亮度、第三普朗克辐射亮度或第三普朗克辐射亮度中的一项或两项进行修正,从而得到待测对象的实际辐射亮度,也可以提高辐射亮度和实际温度的精度。
作为另一种可能的实现方式,电子设备可以将探测信息,如测量温度、探测环境信息、探测设备信息以及待测对象的发射率输入辐射亮度修正模型,计算待测对象的实际辐射亮度。
需要说明的,辐射亮度修正模型为基于普朗克辐射定律以及影响辐射亮度测量的因素预先建立的。例如,影响辐射亮度测量的因素可以包括测量温度、探测环境、探测设备以及发射率等。
示例性的,辐射亮度修正模型对应的数学表达式可以为:
公式三;
其中,为测量温度,单位开尔文(Kelvins,K);/>为大气温度,单位开尔文(Kelvins,K); />为环境温度,单位开尔文(Kelvins,K);/>为大气透过率;/>为红外测温装置的响应数据;/>为待测对象的发射率;/>为红外测温装置的响应波段;L()为普朗克辐射定律;P为待测对象的实际辐射亮度。/>
如图6所示,在对待测对象进行红外测温时,工作人员可以将待测对象的发射率、探测时的环境信息(如大气透过率、大气温度、环境温度等)、探测设备信息(如响应波段)以及红外测温装置初步得到的测量温度,输入电子设备。相应的,电子设备根据普朗克辐射亮度计算公式,分别计算测量温度下的第一普朗克辐射亮度、环境温度下的第二普朗克辐射亮度以及大气温度下的第三普朗克辐射亮度。进一步的,电子设备根据第一普朗克辐射亮度、第二普朗克辐射亮度以及第三普朗克辐射亮度,得到待测对象的实际辐射亮度,进而输出对应的实际温度。
S304、基于实际辐射亮度以及红外测温装置对应的辐射亮度与温度值的转换关系,确定实际辐射亮度对应的目标温度,并将目标温度确定为待测对象的实际温度。
作为一种可能的实现方式,电子设备可以将实际辐射亮度代入辐射亮度-温度的转换公式中,得到实际辐射亮度对应的目标温度,并将目标温度确定为待测对象的实际温度。
作为另一种可能的实现方式,电子设备可以基于实际辐射亮度,从包括多个辐射亮度与多个拟合参数的对应关系中,确定实际辐射亮度对应的目标拟合参数。进一步的,电子设备将目标拟合参数代入转换关系对应的拟合函数,得到目标温度。
一些实施例中,为了确保拟合的精确性,电子设备可以先确定实际辐射亮度所属辐射亮度区间对应的拟合函数,得到目标拟合函数。进一步的,电子设备将目标拟合参数代入目标拟合函数,得到目标温度。
需要说明的,通过上述公式三的原理,可以得出辐射亮度与温度之间存在如下关系:
;
其中,辐射亮度P 已知,根据上述公式,电子设备无法直接求取出 T 的值。因此,可以通过标定的方式得到大量的辐射亮度-温度的数据,并根据这些数据进行拟合,得到辐射亮度-温度的拟合曲线,而该拟合曲线对应的函数表达式则为辐射亮度-温度的转换公式,记为T=f(P)。
可以理解的,采用曲线拟合的方式可以减小计算量,节约计算资源。但是针对不同的红外测温装置,可能需要写入不同的拟合参数,实现较复杂。本申请实施例将查找表与曲线拟合两种方式进行结合,可以提高兼容性,不需要区分设备类型,同时还进一步提高了曲线拟合方式的精度。
如图7所示,在实际应用中可以根据开发需求,灵活设置温度分段。例如,第一温度分段(T1-T2)、第二温度分段(T2-T3)、第三温度分段(T3-T4)、第四温度分段(T4-T5)、第五温度分段(T5-T6)。在红外测温装置的响应波段内(如波长上限:波长1,波长下限:波长2),电子设备可以在各自的温度分段分别进行曲线拟合,得到各自分段对应的拟合函数(即辐射亮度-温度的转换公式)。电子设备可以将这些拟合函数的拟合参数存储在查找表中(也称普朗克辐射亮度查找表)。使用时,可以根据具体的实际辐射亮度匹配索引,确定出对应的拟合函数以及拟合参数,并将拟合参数代入到拟合函数中,得到目标温度。
本申请实施例提供的红外测温方法,首先收集红外测温装置对待测对象进行温度探测时的探测信息,以了解探测时的探测环境信息、探测设备信息、待测对象的发射率、红外测温装置所采集的待测对象的图像。在根据待测对象的图像的灰度值测量出待测对象的测量温度之后,会基于测量温度、探测环境信息、探测设备信息以及待测对象的发射率,对待测对象的辐射亮度进行修正,得到待测对象的实际辐射亮度。由于本申请确定出的辐射亮度更贴近于待测对象的真实辐射亮度,因此基于该辐射亮度确定出的温度也更贴近于待测对象的真实温度,进而可以对发射率准确或发射率较小时仍然产生较大误差的情况进行进一步修正,弥补相关技术红外测温的缺陷。
如图8所示,对于设备1,相关技术在针对目标温度为150(℃)场景下的测温误差约为3.5(℃),而采用本申请实施例提供的测温方法后,设备1在针对目标温度为150(℃)场景下的测温误差约为1(℃)。对于设备2,相关技术在针对目标温度为450(℃)场景下的测温误差约为33(℃),而采用本申请实施例提供的测温方法后,设备2在针对目标温度为450(℃)场景下的测温误差约为1.5(℃)。对于设备3,相关技术在针对目标温度为500(℃)场景下的测温误差约为51(℃),而采用本申请实施例提供的测温方法后,设备3在针对目标温度为500(℃)场景下的测温误差约为2.5(℃)。可见,采用本申请实施例提供的红外测温方法,当待测对象的发射率为0.6时,相较于图1所示的测量结果,红外测温精度得到了明显提升。
上述主要从方法的角度对本申请实施例提供的方案进行了介绍。为了实现上述功能,其包含了执行各个功能相应的硬件结构和/或软件模块。本领域技术目标应该很容易意识到,结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤,本申请能够以硬件或硬件和计算机软件的结合形式来实现。某个功能究竟以硬件还是计算机软件驱动硬件的方式来执行,取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术目标可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能,但是这种实现不应认为超出本申请的范围。
在示例性的实施例中,本申请实施例还提供一种红外测温装置。图9为本申请实施例提供的红外测温装置的组成示意图。如图9所示,该红外测温装置包括:获取单元401、确定单元402以及处理单元403。
获取单元401,用于获取红外测温装置对待测对象进行温度探测时的探测信息;探测信息包括探测环境信息、探测设备信息、待测对象的发射率、红外测温装置所采集的待测对象的图像;确定单元402,用于基于待测对象的图像的灰度值,确定待测对象的测量温度;处理单元403,用于基于测量温度、探测环境信息、探测设备信息以及待测对象的发射率,对待测对象的辐射亮度进行修正,得到待测对象的实际辐射亮度;确定单元402,还用于基于实际辐射亮度以及红外测温装置对应的辐射亮度与温度值的转换关系,确定实际辐射亮度对应的目标温度,并将目标温度确定为待测对象的实际温度。
一种可能的实现方式中,处理单元403,具体用于:将测量温度、探测环境信息、探测设备信息以及待测对象的发射率输入辐射亮度修正模型,计算待测对象的实际辐射亮度;辐射亮度修正模型为基于普朗克辐射定律以及影响辐射亮度测量的因素预先建立的;影响辐射亮度测量的因素包括测量温度、探测环境、探测设备以及发射率。
一种可能的实现方式中,探测环境信息包括环境温度、大气温度以及大气透过率;探测设备信息包括红外测温装置的响应数据以及响应波段;处理单元403,具体用于:根据普朗克辐射定律,确定黑体在测量温度以及响应波段下对应的第一普朗克辐射亮度、黑体在环境温度以及响应波段下对应的第二普朗克辐射亮度、黑体在大气温度以及响应波段下对应的第三普朗克辐射亮度;根据发射率、大气透过率以及响应数据,对第一普朗克辐射亮度进行修正,得到第一修正普朗克辐射亮度;根据发射率以及响应数据,对第二普朗克辐射亮度进行修正,得到第二修正普朗克辐射亮度;根据发射率、大气透过率以及响应数据,对第三普朗克辐射亮度进行修正,得到第三修正普朗克辐射亮度;根据第一修正普朗克辐射亮度、第二修正普朗克辐射亮度以及第三修正普朗克辐射亮度,得到待测对象的实际辐射亮度。
一种可能的实现方式中,处理单元403,具体用于:将第一乘积与第二乘积的比值,作为第一修正普朗克辐射亮度;第一乘积为第一普朗克辐射亮度与响应数据的乘积;第二乘积为发射率与大气透过率的乘积;将第三乘积比上发射率得到的比值,作为第二修正普朗克辐射亮度;第三乘积为第二普朗克辐射亮度、响应数据以及环境透射率的乘积;将第四乘积比上第二乘积得到的比值,作为第三修正普朗克辐射亮度;第四乘积为第三普朗克辐射亮度、响应数据以及处理后大气透射率的乘积,处理后大气透射率与大气透射率之和为预设值。
一种可能的实现方式中,处理单元403,具体用于:将第一修正普朗克辐射亮度减去第二修正普朗克辐射亮度和第三修正普朗克辐射亮度,得到待测对象的实际辐射亮度。
一种可能的实现方式中,处理单元403,具体用于:将响应波段作为积分区间、预设波长作为积分步长,对黑体在测量温度下的普朗克辐射亮度进行定积分运算,得到第一普朗克辐射亮度;将响应波段作为积分区间、预设波长作为积分步长,对黑体在环境温度下的普朗克辐射亮度进行定积分运算,得到第二普朗克辐射亮度;将响应波段作为积分区间、预设波长作为积分步长,对黑体在大气温度下的普朗克辐射亮度进行定积分运算,得到第三普朗克辐射亮度。
一种可能的实现方式中,确定单元402,具体用于:基于实际辐射亮度,从包括多个辐射亮度与多个拟合参数的对应关系中,确定实际辐射亮度对应的目标拟合参数;将目标拟合参数代入转换关系对应的拟合函数,得到目标温度。
一种可能的实现方式中,确定单元402,具体用于:确定实际辐射亮度所属辐射亮度区间对应的拟合函数,得到目标拟合函数;将目标拟合参数代入目标拟合函数,得到目标温度。
需要说明的是,图9中对单元的划分是示意性的,仅仅为一种逻辑功能划分,实际实现时可以有另外的划分方式。例如,还可以将两个或两个以上的功能集成在一个处理模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现,也可以采用软件功能单元的形式实现。
在示例性的实施例中,本申请实施例还提供了一种可读存储介质,包括软件指令,当其在电子设备上运行时,使得电子设备执行上述实施例提供的任意一种方法。
在示例性的实施例中,本申请实施例还提供了一种包含计算机执行指令的计算机程序产品,当其在电子设备上运行时,使得电子设备执行上述实施例提供的任意一种方法。
在上述实施例中,可以全部或部分地通过软件、硬件、固件或者其任意组合来实现。当使用软件程序实现时,可以全部或部分地以计算机程序产品的形式来实现。该计算机程序产品包括一个或多个计算机执行指令。在计算机上加载和执行计算机执行指令时,全部或部分地产生按照本申请实施例的流程或功能。计算机可以是通用计算机、专用计算机、计算机网络、或者其他可编程装置。计算机执行指令可以存储在计算机可读存储介质中,或者从一个计算机可读存储介质向另一个计算机可读存储介质传输,例如,计算机执行指令可以从一个网站站点、计算机、服务器或者数据中心通过有线(例如同轴电缆、光纤、数字用户线(digital subscriber line,DSL))或无线(例如红外、无线、微波等)方式向另一个网站站点、计算机、服务器或数据中心进行传输。计算机可读存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质或者是包含一个或多个可以用介质集成的服务器、数据中心等数据存储设备。可用介质可以是磁性介质(例如,软盘、硬盘、磁带),光介质(例如,DVD)、或者其他介质(例如固态硬盘(solid state disk,SSD))等。
尽管在此结合各实施例对本申请进行了描述,然而,在实施所要求保护的本申请过程中,本领域技术人员通过查看附图、公开内容、以及所附权利要求书,可理解并实现公开实施例的其他变化。在权利要求中,“包括”(Comprising)一词不排除其他组成部分或步骤,“一”或“一个”不排除多个的情况。单个处理器或其他单元可以实现权利要求中列举的若干项功能。相互不同的从属权利要求中记载了某些措施,但这并不表示这些措施不能组合起来产生良好的效果。
尽管结合具体特征及其实施例对本申请进行了描述,显而易见的,在不脱离本申请的精神和范围的情况下,可对其进行各种修改和组合。相应地,本说明书和附图仅仅是所附权利要求所界定的本申请的示例性说明,且视为已覆盖本申请范围内的任意和所有修改、变化、组合或等同物。显然,本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样,倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内,则本申请也意图包含这些改动和变型在内。
以上所述,仅为本申请的具体实施方式,但本申请的保护范围并不局限于此,任何在本申请揭露的技术范围内的变化或替换,都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此,本申请的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。
Claims (12)
1.一种红外测温方法,其特征在于,所述方法包括:
获取红外测温装置对待测对象进行温度探测时的探测信息以及所述红外测温装置所采集的所述待测对象的图像;所述探测信息包括以下至少一项:探测环境信息、探测设备信息或所述待测对象的发射率;
基于所述待测对象的图像的灰度值,确定所述待测对象的测量温度;
基于所述测量温度以及所述探测信息中的任意一项或多项,对所述待测对象的辐射亮度进行修正,得到所述待测对象的实际辐射亮度;
基于所述实际辐射亮度以及所述红外测温装置对应的辐射亮度与温度值的转换关系,确定所述实际辐射亮度对应的目标温度,并将所述目标温度确定为所述待测对象的实际温度。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述基于所述测量温度、所述探测环境信息、所述探测设备信息以及所述待测对象的发射率,对所述待测对象的辐射亮度进行修正,得到所述待测对象的实际辐射亮度,包括:
将所述测量温度、所述探测环境信息、所述探测设备信息以及所述待测对象的发射率输入辐射亮度修正模型,得到所述待测对象的实际辐射亮度;所述辐射亮度修正模型为基于普朗克辐射定律以及影响辐射亮度测量的因素预先建立的;所述影响辐射亮度测量的因素包括测量温度、探测环境、探测设备以及发射率。
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述探测环境信息包括环境温度、大气温度以及大气透过率;所述探测设备信息包括所述红外测温装置的响应数据以及响应波段;所述基于所述测量温度、所述探测环境信息、所述探测设备信息以及所述待测对象的发射率,对所述待测对象的辐射亮度进行修正,得到所述待测对象的实际辐射亮度,包括:
根据普朗克辐射定律,确定黑体在所述测量温度以及所述响应波段下对应的第一普朗克辐射亮度、黑体在所述环境温度以及所述响应波段下对应的第二普朗克辐射亮度、黑体在所述大气温度以及所述响应波段下对应的第三普朗克辐射亮度;
根据所述发射率、所述大气透过率以及所述响应数据,对所述第一普朗克辐射亮度进行修正,得到第一修正普朗克辐射亮度;
根据所述发射率以及所述响应数据,对所述第二普朗克辐射亮度进行修正,得到第二修正普朗克辐射亮度;
根据所述发射率、所述大气透过率以及所述响应数据,对所述第三普朗克辐射亮度进行修正,得到第三修正普朗克辐射亮度;
根据所述第一修正普朗克辐射亮度、所述第二修正普朗克辐射亮度以及所述第三修正普朗克辐射亮度,得到所述待测对象的实际辐射亮度。
4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,所述根据所述发射率、所述大气透过率以及所述响应数据,对所述第一普朗克辐射亮度进行修正,得到第一修正普朗克辐射亮度,包括:
将第一乘积与第二乘积的比值,作为所述第一修正普朗克辐射亮度;所述第一乘积为所述第一普朗克辐射亮度与所述响应数据的乘积;所述第二乘积为所述发射率与所述大气透过率的乘积;
所述根据所述发射率以及所述响应数据,对所述第二普朗克辐射亮度进行修正,得到第二修正普朗克辐射亮度,包括:
将第三乘积与所述发射率的比值,作为所述第二修正普朗克辐射亮度;所述第三乘积为所述第二普朗克辐射亮度、所述响应数据以及环境透射率的乘积;
所述根据所述发射率、所述根据所述发射率、所述大气透过率以及所述响应数据,对所述第三普朗克辐射亮度进行修正,得到第三修正普朗克辐射亮度,包括:
将第四乘积与所述第二乘积的比值,作为所述第三修正普朗克辐射亮度;所述第四乘积为所述第三普朗克辐射亮度、所述响应数据以及处理后大气透射率的乘积,所述处理后大气透射率与所述大气透射率之和为预设值。
5.根据权利要求3或4所述的方法,其特征在于,所述根据所述第一修正普朗克辐射亮度、所述第二修正普朗克辐射亮度以及所述第三修正普朗克辐射亮度,得到所述待测对象的实际辐射亮度,包括:
将所述第一修正普朗克辐射亮度减去所述第二修正普朗克辐射亮度和所述第三修正普朗克辐射亮度,得到所述待测对象的实际辐射亮度。
6.根据权利要求3或4所述的方法,其特征在于,所述根据普朗克辐射定律,确定黑体在所述测量温度以及所述响应波段下对应的第一普朗克辐射亮度、黑体在所述环境温度以及所述响应波段下对应的第二普朗克辐射亮度、黑体在所述大气温度以及所述响应波段下对应的第三普朗克辐射亮度,包括:
将所述响应波段作为积分区间、预设波长作为积分步长,对黑体在所述测量温度下的普朗克辐射亮度进行定积分运算,得到所述第一普朗克辐射亮度;
将所述响应波段作为积分区间、预设波长作为积分步长,对黑体在所述环境温度下的普朗克辐射亮度进行定积分运算,得到所述第二普朗克辐射亮度;
将所述响应波段作为积分区间、预设波长作为积分步长,对黑体在所述大气温度下的普朗克辐射亮度进行定积分运算,得到所述第三普朗克辐射亮度。
7.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述基于所述实际辐射亮度以及所述红外测温装置对应的辐射亮度与温度值的转换关系,确定所述实际辐射亮度对应的目标温度,包括:
基于所述实际辐射亮度,从包括多个辐射亮度与多个拟合参数的对应关系中,确定所述实际辐射亮度对应的目标拟合参数;
将所述目标拟合参数代入所述转换关系对应的拟合函数,得到所述目标温度。
8.根据权利要求7所述的方法,其特征在于,不同辐射亮度区间对应的拟合函数不同;所述将所述目标拟合参数代入所述转换关系对应的拟合函数,得到所述目标温度,包括:
确定所述实际辐射亮度所属辐射亮度区间对应的拟合函数,得到目标拟合函数;
将所述目标拟合参数代入所述目标拟合函数,得到所述目标温度。
9.一种红外测温装置,其特征在于,所述装置包括获取单元、确定单元以及处理单元;
所述获取单元,用于获取红外测温装置对待测对象进行温度探测时的探测信息以及所述红外测温装置所采集的所述待测对象的图像;所述探测信息包括以下至少一项:探测环境信息、探测设备信息或所述待测对象的发射率;
所述确定单元,用于基于所述待测对象的图像的灰度值,确定所述待测对象的测量温度;
所述处理单元,用于基于所述测量温度以及所述探测信息中的任意一项或多项,对所述待测对象的辐射亮度进行修正,得到所述待测对象的实际辐射亮度;
所述确定单元,还用于基于所述实际辐射亮度以及所述红外测温装置对应的辐射亮度与温度值的转换关系,确定所述实际辐射亮度对应的目标温度,并将所述目标温度确定为所述待测对象的实际温度。
10.根据权利要求9所述的装置,其特征在于,所述处理单元,具体用于:
将所述测量温度、所述探测环境信息、所述探测设备信息以及所述待测对象的发射率输入辐射亮度修正模型,计算所述待测对象的实际辐射亮度;所述辐射亮度修正模型为基于普朗克辐射定律以及影响辐射亮度测量的因素预先建立的;所述影响辐射亮度测量的因素包括测量温度、探测环境、探测设备以及发射率;
和/或,所述探测环境信息包括环境温度、大气温度以及大气透过率;所述探测设备信息包括所述红外测温装置的响应数据以及响应波段;所述处理单元,具体用于:
根据普朗克辐射定律,确定黑体在所述测量温度以及所述响应波段下对应的第一普朗克辐射亮度、黑体在所述环境温度以及所述响应波段下对应的第二普朗克辐射亮度、黑体在所述大气温度以及所述响应波段下对应的第三普朗克辐射亮度;
根据所述发射率、所述大气透过率以及所述响应数据,对所述第一普朗克辐射亮度进行修正,得到第一修正普朗克辐射亮度;
根据所述发射率以及所述响应数据,对所述第二普朗克辐射亮度进行修正,得到第二修正普朗克辐射亮度;
根据所述发射率、所述大气透过率以及所述响应数据,对所述第三普朗克辐射亮度进行修正,得到第三修正普朗克辐射亮度;
根据所述第一修正普朗克辐射亮度、所述第二修正普朗克辐射亮度以及所述第三修正普朗克辐射亮度,得到所述待测对象的实际辐射亮度;
和/或,所述处理单元,具体用于:
将第一乘积与第二乘积的比值,作为所述第一修正普朗克辐射亮度;所述第一乘积为所述第一普朗克辐射亮度与所述响应数据的乘积;所述第二乘积为所述发射率与所述大气透过率的乘积;
将第三乘积与所述发射率的比值,作为所述第二修正普朗克辐射亮度;所述第三乘积为所述第二普朗克辐射亮度、所述响应数据以及环境透射率的乘积;
将第四乘积与所述第二乘积的比值,作为所述第三修正普朗克辐射亮度;所述第四乘积为所述第三普朗克辐射亮度、所述响应数据以及处理后大气透射率的乘积,所述处理后大气透射率与所述大气透射率之和为预设值;
和/或,所述处理单元,具体用于:
将所述第一修正普朗克辐射亮度减去所述第二修正普朗克辐射亮度和所述第三修正普朗克辐射亮度,得到所述待测对象的实际辐射亮度;
和/或,所述处理单元,具体用于:
将所述响应波段作为积分区间、预设波长作为积分步长,对黑体在所述测量温度下的普朗克辐射亮度进行定积分运算,得到所述第一普朗克辐射亮度;
将所述响应波段作为积分区间、预设波长作为积分步长,对黑体在所述环境温度下的普朗克辐射亮度进行定积分运算,得到所述第二普朗克辐射亮度;
将所述响应波段作为积分区间、预设波长作为积分步长,对黑体在所述大气温度下的普朗克辐射亮度进行定积分运算,得到所述第三普朗克辐射亮度;
和/或,所述确定单元,具体用于:
基于所述实际辐射亮度,从包括多个辐射亮度与多个拟合参数的对应关系中,确定所述实际辐射亮度对应的目标拟合参数;
将所述目标拟合参数代入所述转换关系对应的拟合函数,得到所述目标温度;
和/或,所述确定单元,具体用于:
确定所述实际辐射亮度所属辐射亮度区间对应的拟合函数,得到目标拟合函数;
将所述目标拟合参数代入所述目标拟合函数,得到所述目标温度。
11.一种电子设备,其特征在于,包括:处理器、存储器和图像传感器;
所述图像传感器用于采集待测对象的图像;
所述存储器存储有所述处理器可执行的指令;
所述处理器被配置为执行所述指令时,使得所述电子设备实现如权利要求1-8任一项所述的方法。
12.一种计算机可读存储介质,其特征在于,所述可读存储介质包括:软件指令;
当所述软件指令在电子设备中运行时,使得所述电子设备实现如权利要求1-8任一项所述的方法。
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