一種紅外熱成像搜索跟蹤瞄準的裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本技術涉及紅外熱成像領域，尤其涉及一種紅外熱成像搜索跟蹤瞄準的裝置。
【背景技術】
[0002]由于每種物體都具有唯一對應的紅外光譜曲線，因此可以通過紅外成像技術來識別特定的目標。但現有技術的紅外熱成像裝置或方法與可見光成像技術相比具有像素低、灰度或偽彩色級數少的不足之處，因此很難單純依賴計算機視覺技術實現紅外成像搜索跟蹤瞄準的應用。
【實用新型內容】
[0003]為解決上述技術問題，本實用新型的目的是提供一種紅外熱成像搜索跟蹤瞄準的裝置。為實現上述實用新型目的，本實用新型所提供的技術方案如下:
[0004]—種紅外熱成像搜索跟蹤瞄準的裝置，包括紅外熱成像裝置、測距儀、轉動支撐裝置以及計算機，其中:
[0005]所述紅外熱成像裝置安裝在所述轉動支撐裝置上且用于采集視場內物體的紅外圖像以及熱輻射信息；
[0006]所述測距儀也安裝在所述轉動支撐裝置上且用于獲得所述紅外熱成像裝置與視場內目標物體的距離信息，所述測距儀與所述紅外熱成像裝置同步地運動；
[0007]所述轉動支撐裝置內設控制器，控制器控制所述轉動支撐裝置的轉動以實現全視場內的?目息米集；
[0008]所述計算機與所述紅外熱成像裝置、所述測距儀以及所述轉動支撐裝置的控制器通信，所述計算機包括處理器和存儲器，所述存儲器存儲與目標物體相關的預設條件以及由所述紅外熱成像裝置和所述測距儀采集的信息。
[0009]優選地，所述測距儀為激光測距儀。
[0010]優選地，所述預設條件包括與目標物體的溫度、大小、形狀以及與所述紅外熱成像裝置的距離相關的數據。
[0011]優選地，所述計算機通過有線和/或無線通信方式與其他部件通信。
[0012]優選地，所述轉動裝置的控制器向所述計算機實時通信其自身的水平角度和俯仰角度。
[0013]本實用新型的另一目標是提供一種紅外熱成像搜索跟蹤瞄準的方法，具體包括下列步驟:
[0014](I)通過紅外熱成像裝置采集視場內與目標物體相關的信息且通過測距儀采集目標物體與成像裝置的距離信息，并將二者采集的信息通信至計算機，同時轉動支撐裝置利用控制器將自身的角度信息通信至計算機；
[0015](2)處理器讀取與目標物體相關的信息以及預先存儲在處理器內的預設條件，并且判斷所述與目標物體相關的信息是否滿足預設條件，若滿足，則進入步驟(3)，否則進入步驟(4)；
[0016](3)將符合預設條件的畫面幀對應的轉動支撐裝置放入位置進行預置位記錄；
[0017](4)確定整個視場范圍是否均已完成采集和判斷，若是則進入步驟(5);否則轉動支撐裝置以改變其角度，之后返回到步驟(I);
[0018](5)確定是否存在預置位記錄，若存在，則進入步驟(6)，否則結束程序；
[0019](6)通過計算機將轉動支撐裝置調整至記錄的預置位，完成目標物體的搜索。
[0020]優選地，還包括下列步驟:
[0021 ]在完成目標物體的搜索后確認目標物體的表面溫度場中心與實時紅外熱成像畫面的中心是否重合，若是，則確認已瞄準，若否，則根據測距儀提供的距離信息計算二者的角度差，并通過計算機調整轉動支撐裝置轉動與角度差相同的角度。
[0022]優選地，所述預設條件包括與目標物體的溫度、大小、形狀以及與所述紅外熱成像裝置的距離相關的數據。
[0023]優選地，所述角度信息包括水平角度和俯仰角度。
[0024]優選地，所述測距儀為激光測距儀。
[0025]如上，本實用新型的紅外熱成像搜索跟蹤瞄準的裝置利用紅外熱成像技術探測熱輻射而非可見光的原理，以溫度特征為識別基礎，通過距離、形狀、大小等信息輔助，解決了紅外熱成像技術難以單純依賴計算機視覺技術實現搜索跟蹤瞄準的技術問題，提高了紅外熱成像技術在如軍工、消防、安防、災害及事故救援、電力等眾多領域的應用范圍，提高了精度和自動化水平，創造了更多的經濟效益和社會效益。
【附圖說明】
[0026]圖1是本實用新型的紅外熱成像搜索跟蹤瞄準裝置的示意圖；
[0027]圖2是本實用新型的紅外熱成像搜索跟蹤瞄準方法的流程圖。
【具體實施方式】
[0028]以下通過特定的具體實例說明本實用新型的實施方式，本領域技術人員可由本說明書所公開的內容容易地了解本實用新型的其他優點與功效。本實用新型還可以通過不同的【具體實施方式】來實施或應用，在沒有背離本實用新型的構思的前提下，本說明書中的各項細節也可以基于不同需要與應用進行各種組合或改變。
[0029]請參閱附圖。需要說明的是，本實施例中所提供的圖示僅以示意方式說明本實用新型的基本構想，圖示中僅示出與本實用新型中有關的組件而非按照實際實施時的組件數目、形狀及尺寸繪制，其實際實施時各組件的型態、數量及比例可以改變，且其組件布局型態也可以更為復雜。
[0030]下面結合實施例和附圖對本實用新型進行詳細說明。
[0031]由于各種物體對應的紅外光譜曲線是唯一的，因此利用物體輻射的紅外光譜可以識別出目標物體。但單純依靠紅外成像技術所獲得的圖像分辨率低，灰度或偽彩色級數少，難以單純通過該紅外圖像識別出目標物體。因此，本實用新型將物體的紅外圖像與探測到的熱輻射結合，進一步根據目標物體的形狀、大小和距離等信息來搜索視場內的目標物體，并對其進行跟蹤和對準。
[0032]圖1示出了本實用新型的紅外熱成像搜索跟蹤瞄準裝置，該裝置包括紅外熱成像裝置200、測距儀300、轉動支撐裝置100以及計算機400。
[0033]紅外熱成像裝置200安裝在轉動支撐裝置100上且用于采集視場內物體的紅外圖像以及熱輻射信息。紅外熱成像裝置200主要由三部分組成:紅外光學部件，由紅外鏡頭和連接裝置構成，用于將熱輻射聚焦于紅外探測器的焦平面;紅外探測器，用于接收觀測范圍內的熱輻射，對于不同的熱輻射計量產生相應的電信號；電路模塊，集成圖像處理、應用功能、電源、傳輸等功能，處理上述紅外探測器的電信號，并傳輸至計算機或監視器等多種終端設備。
[0034]測距儀300也安裝在轉動支撐裝置100上且用于獲得紅外熱成像裝置與視場內目標物體的距離信息，測距儀300優選采用激光測距儀。為了準確計算紅外熱成像裝置200與目標物體的距離，測距儀300與紅外熱成像裝置200同步地運動。
[0035]轉動支撐裝置100內設控制器(未示出)，控制器控制轉動支撐裝置100的水平轉動和俯仰轉動以實現全視場內的紅外圖像采集。轉動支撐裝置100內可以設置多個電機，控制器接收到計算機400的控制命令，將該命令進行解碼，轉換為控制電機的運動的控制信號，通過多個電機的移動來實現轉動支撐裝置100的轉動，進而帶動紅外熱成像裝置200和測距儀300的轉動。另一方面，轉動支撐裝置100的控制器向計算機400實時通信其自身的水平角度和俯仰角度。轉動裝置所提供的水平角度和俯仰角有兩種情況:一種情況是基于轉動裝置已知的位置和方向的相對水平角度和俯仰角度，另一種情況是利用集成羅盤和水平儀功能的轉動裝置提供基于地理信息的標準水平角度和俯仰角度。
[0036]計算機400與紅外熱成像裝置200、測距儀300以及轉動支撐裝置100的控制器通過有線和/或無線的方式通信，計算機100包括處理器(未示出)和存儲器(未示出)，存儲器存儲與目標物體相關的預設條件以及由紅外熱成像裝置200和測距儀300采集的信息。其中，預設條件包括但不限于與目標物體的溫度、大小、形狀以及與紅外熱成像裝置的距離相關的數據。處理器可以讀取存儲器內的信息，并將一些信息與預設條件進行比較，判斷該信息是否符合預設條件。
[0037]圖2示出了本實用新型的紅外熱成像搜索跟蹤瞄準的方法。在步驟(I)中，通過紅外熱成像裝置采集視場內與目標物體相關的信息且通過激光測距儀采集目標物體與成像裝置的距離信息，并將二者采集的信息通信至計算機，同時轉動支撐裝置利用控制器將自身的水平和俯仰角度信息通信至計算機。
[0038]在步驟(2)中，處理器讀取與目標物體相關的信息以及預先存儲在處理器內的預設條件，該預設條件包括但不限于與目標物體的溫度、大小、形狀以及與紅外熱成像裝置的距離相關的數據，之后判斷與目標物體相關的信息是否滿足預設條件，如果滿足，則說明該圖像采集區內有目標物體，那么程序進入步驟(3 )，否則說明該區域內沒有目標物體，那么程序進入步驟(4)。
[0039]在步驟(3)中，將符合預設條件的畫面幀對應的轉動支撐裝置的位置進行預置位記錄以便裝置后續調整至該位置。
[0040]在步驟(4)中，確定整個視場范圍是否均已完成采集和判斷，如果已經對全部視場范圍進行了圖像采集和判斷，則程序進入步驟(5);否則將轉動支撐裝置轉動預設角度以改變其角度，之后程序返回到步驟(I)中重復上述步驟。[0041 ] 在步驟(5)中，處理器確定是否存在預置位記錄，如果存在，則表明對應位置存在目標物體，接下來進入步驟(6)，否則該程序結束。
[0042]在步驟(6)中，通過計算機控制轉動支撐裝置，使其調整至記錄的預置位，至此完成目標物體的搜索。
[0043]在本實用新型的一個優選實施例中，在完成目標物體的搜索后可以確定目標物體是否與紅外熱成像畫面的中心對準，其具體操作為步驟(7)中的確認目標物體的表面溫度場中心與實時紅外熱成像畫面的中心是否重合，若是重合，則可以確認二者已經瞄準。若是目標物體位于成像畫面的邊緣，則在步驟(8)中根據激光測距儀提供的距離信息計算二者的角度差，并通過計算機調整轉動支撐裝置，使其轉動與角度差相同的角度。激光測距儀隨轉動裝置轉動連續讀取距離參數，用于線性測量分析目標的相對位置和外形。激光測距儀隨轉動裝置瞄準目標后為涉及本方法和裝置的實際應用提供后續算法的必要參數，以提高瞄準精度。
[0044]本裝置可用于區分溫度、形狀、大小、距離任意一項參數有區別的物體，由于不同物質的熱輻射率不同，加上選取目標的熱特征不同，所以溫度是區分目標的首選因素。當同一類型的物體，大小、形狀、距離相似，可以以溫度來進行目標篩選。例如，在機場口岸使用本裝置和方法可以快速篩查發熱人群，便于快速發現、鎖定可疑傳染源。又如，將本裝置和方法集成于軍用火控系統，可對已發動的戰機和戰車(發動后溫度比未發動的高)進行優先打擊。也可以將本實用新型的裝置和方法用于電力應用中，對大量相同設備進行熱故障檢測。另外，可以在消防應用中與滅火裝置集成，如水炮等，可實現自動搜索跟蹤瞄準高熱目標進行自動滅火。再如，再災害及事故救援中可對受災人員和高危目標進行快速搜索和跟蹤瞄準。
[0045]以上實施例僅表達了本實用新型的實施方式，其描述較為具體和詳細，但并不能因此而理解為對本實用新型專利范圍的限制。應當指出的是，對于本領域的普通技術人員來說，在不脫離本實用新型構思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬于本實用新型的保護范圍。因此，本實用新型專利的保護范圍應以所附權利要求為準。
【主權項】
1.一種紅外熱成像搜索跟蹤瞄準的裝置，其特征在于，包括紅外熱成像裝置、測距儀、轉動支撐裝置以及計算機，其中: 所述紅外熱成像裝置安裝在所述轉動支撐裝置上且用于采集視場內物體的紅外圖像以及熱輻射信息； 所述測距儀也安裝在所述轉動支撐裝置上且用于獲得所述紅外熱成像裝置與視場內目標物體的距離信息，所述測距儀與所述紅外熱成像裝置同步地運動； 所述轉動支撐裝置內設控制器，控制器控制所述轉動支撐裝置的轉動以實現全視場內的?目息米集； 所述計算機與所述紅外熱成像裝置、所述測距儀以及所述轉動支撐裝置的控制器通信，所述計算機包括處理器和存儲器，所述存儲器存儲與目標物體相關的預設條件以及由所述紅外熱成像裝置和所述測距儀采集的信息。2.根據權利要求1所述的紅外熱成像搜索跟蹤瞄準的裝置，其特征在于，所述測距儀為激光測距儀。3.根據權利要求1所述的紅外熱成像搜索跟蹤瞄準的裝置，其特征在于，所述預設條件包括與目標物體的溫度、大小、形狀以及與所述紅外熱成像裝置的距離相關的數據。4.根據權利要求1所述的紅外熱成像搜索跟蹤瞄準的裝置，其特征在于，所述計算機通過有線和/或無線通信方式與其他部件通信。5.根據權利要求1所述的紅外熱成像搜索跟蹤瞄準的裝置，其特征在于，所述轉動支撐裝置的控制器向所述計算機實時通信其自身的水平角度和俯仰角度。
【專利摘要】本實用新型公開了一種紅外熱成像搜索跟蹤瞄準的裝置，包括紅外熱成像裝置、測距儀、轉動支撐裝置以及計算機。本實用新型的紅外熱成像搜索跟蹤瞄準的裝置及方法利用紅外熱成像技術探測熱輻射而非可見光的原理，以溫度特征為識別基礎，通過距離、形狀、大小等信息輔助，解決了紅外熱成像技術難以單純依賴計算機視覺技術實現搜索跟蹤瞄準的技術問題，提高了紅外熱成像技術在如軍工、消防、安防、災害及事故救援、電力等眾多領域的應用范圍，提高了精度和自動化水平，創造了更多的經濟效益和社會效益。
【IPC分類】G05D3/20
【公開號】CN205384519
【申請號】CN201620081544
【發明人】不公告發明人
【申請人】武漢天木林科技有限公司, 王雷
【公開日】2016年7月13日
【申請日】2016年1月27日