一種紅外熱成像搜索跟蹤瞄準(zhǔn)的裝置及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本技術(shù)涉及紅外熱成像領(lǐng)域，尤其涉及一種紅外熱成像搜索跟蹤瞄準(zhǔn)的裝置及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]由于每種物體都具有唯一對(duì)應(yīng)的紅外光譜曲線，因此可以通過(guò)紅外成像技術(shù)來(lái)識(shí)別特定的目標(biāo)。但現(xiàn)有技術(shù)的紅外熱成像裝置或方法與可見(jiàn)光成像技術(shù)相比具有像素低、灰度或偽彩色級(jí)數(shù)少的不足之處，因此很難單純依賴計(jì)算機(jī)視覺(jué)技術(shù)實(shí)現(xiàn)紅外成像搜索跟蹤瞄準(zhǔn)的應(yīng)用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的目的是提供一種紅外熱成像搜索跟蹤瞄準(zhǔn)的裝置及方法。為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明所提供的技術(shù)方案如下:
[0004]—種紅外熱成像搜索跟蹤瞄準(zhǔn)的裝置，包括紅外熱成像裝置、測(cè)距儀、轉(zhuǎn)動(dòng)支撐裝置以及計(jì)算機(jī)，其中:
[0005]所述紅外熱成像裝置安裝在所述轉(zhuǎn)動(dòng)支撐裝置上且用于采集視場(chǎng)內(nèi)物體的紅外圖像以及熱輻射信息；
[0006]所述測(cè)距儀也安裝在所述轉(zhuǎn)動(dòng)支撐裝置上且用于獲得所述紅外熱成像裝置與視場(chǎng)內(nèi)目標(biāo)物體的距離信息，所述測(cè)距儀與所述紅外熱成像裝置同步地運(yùn)動(dòng)；
[0007]所述轉(zhuǎn)動(dòng)支撐裝置內(nèi)設(shè)控制器，控制器控制所述轉(zhuǎn)動(dòng)支撐裝置的轉(zhuǎn)動(dòng)以實(shí)現(xiàn)全視場(chǎng)內(nèi)的?目息米集；
[0008]所述計(jì)算機(jī)與所述紅外熱成像裝置、所述測(cè)距儀以及所述轉(zhuǎn)動(dòng)支撐裝置的控制器通信，所述計(jì)算機(jī)包括處理器和存儲(chǔ)器，所述存儲(chǔ)器存儲(chǔ)與目標(biāo)物體相關(guān)的預(yù)設(shè)條件以及由所述紅外熱成像裝置和所述測(cè)距儀采集的信息。
[0009]優(yōu)選地，所述測(cè)距儀為激光測(cè)距儀。
[0010]優(yōu)選地，所述預(yù)設(shè)條件包括與目標(biāo)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(guān)的數(shù)據(jù)。
[0011]優(yōu)選地，所述計(jì)算機(jī)通過(guò)有線和/或無(wú)線通信方式與其他部件通信。
[0012]優(yōu)選地，所述轉(zhuǎn)動(dòng)裝置的控制器向所述計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)通信其自身的水平角度和俯仰角度。
[0013]本發(fā)明的另一目標(biāo)是提供一種紅外熱成像搜索跟蹤瞄準(zhǔn)的方法，具體包括下列步驟:
[0014](I)通過(guò)紅外熱成像裝置采集視場(chǎng)內(nèi)與目標(biāo)物體相關(guān)的信息且通過(guò)測(cè)距儀采集目標(biāo)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(jì)算機(jī)，同時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)支撐裝置利用控制器將自身的角度信息通信至計(jì)算機(jī)；
[0015](2)處理器讀取與目標(biāo)物體相關(guān)的信息以及預(yù)先存儲(chǔ)在處理器內(nèi)的預(yù)設(shè)條件，并且判斷所述與目標(biāo)物體相關(guān)的信息是否滿足預(yù)設(shè)條件，若滿足，則進(jìn)入步驟(3)，否則進(jìn)入步驟(4)；
[0016](3)將符合預(yù)設(shè)條件的畫面幀對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)動(dòng)支撐裝置放入位置進(jìn)行預(yù)置位記錄；
[0017](4)確定整個(gè)視場(chǎng)范圍是否均已完成采集和判斷，若是則進(jìn)入步驟(5);否則轉(zhuǎn)動(dòng)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(yù)置位記錄，若存在，則進(jìn)入步驟(6)，否則結(jié)束程序；
[0019](6)通過(guò)計(jì)算機(jī)將轉(zhuǎn)動(dòng)支撐裝置調(diào)整至記錄的預(yù)置位，完成目標(biāo)物體的搜索。
[0020]優(yōu)選地，還包括下列步驟:
[0021 ]在完成目標(biāo)物體的搜索后確認(rèn)目標(biāo)物體的表面溫度場(chǎng)中心與實(shí)時(shí)紅外熱成像畫面的中心是否重合，若是，則確認(rèn)已瞄準(zhǔn)，若否，則根據(jù)測(cè)距儀提供的距離信息計(jì)算二者的角度差，并通過(guò)計(jì)算機(jī)調(diào)整轉(zhuǎn)動(dòng)支撐裝置轉(zhuǎn)動(dòng)與角度差相同的角度。
[0022]優(yōu)選地，所述預(yù)設(shè)條件包括與目標(biāo)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(guān)的數(shù)據(jù)。
[0023]優(yōu)選地，所述角度信息包括水平角度和俯仰角度。
[0024]優(yōu)選地，所述測(cè)距儀為激光測(cè)距儀。
[0025]如上，本發(fā)明的紅外熱成像搜索跟蹤瞄準(zhǔn)的裝置及方法利用紅外熱成像技術(shù)探測(cè)熱輻射而非可見(jiàn)光的原理，以溫度特征為識(shí)別基礎(chǔ)，通過(guò)距離、形狀、大小等信息輔助，解決了紅外熱成像技術(shù)難以單純依賴計(jì)算機(jī)視覺(jué)技術(shù)實(shí)現(xiàn)搜索跟蹤瞄準(zhǔn)的技術(shù)問(wèn)題，提高了紅外熱成像技術(shù)在如軍工、消防、安防、災(zāi)害及事故救援、電力等眾多領(lǐng)域的應(yīng)用范圍，提高了精度和自動(dòng)化水平，創(chuàng)造了更多的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。
【附圖說(shuō)明】
[0026]圖1是本發(fā)明的紅外熱成像搜索跟蹤瞄準(zhǔn)裝置的示意圖；
[0027]圖2是本發(fā)明的紅外熱成像搜索跟蹤瞄準(zhǔn)方法的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0028]以下通過(guò)特定的具體實(shí)例說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可由本說(shuō)明書所公開(kāi)的內(nèi)容容易地了解本發(fā)明的其他優(yōu)點(diǎn)與功效。本發(fā)明還可以通過(guò)不同的【具體實(shí)施方式】來(lái)實(shí)施或應(yīng)用，在沒(méi)有背離本發(fā)明的構(gòu)思的前提下，本說(shuō)明書中的各項(xiàng)細(xì)節(jié)也可以基于不同需要與應(yīng)用進(jìn)行各種組合或改變。
[0029]請(qǐng)參閱附圖。需要說(shuō)明的是，本實(shí)施例中所提供的圖示僅以示意方式說(shuō)明本發(fā)明的基本構(gòu)想，圖示中僅示出與本發(fā)明中有關(guān)的組件而非按照實(shí)際實(shí)施時(shí)的組件數(shù)目、形狀及尺寸繪制，其實(shí)際實(shí)施時(shí)各組件的型態(tài)、數(shù)量及比例可以改變，且其組件布局型態(tài)也可以更為復(fù)雜。
[0030]下面結(jié)合實(shí)施例和附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
[0031]由于各種物體對(duì)應(yīng)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(shí)別出目標(biāo)物體。但單純依靠紅外成像技術(shù)所獲得的圖像分辨率低，灰度或偽彩色級(jí)數(shù)少，難以單純通過(guò)該紅外圖像識(shí)別出目標(biāo)物體。因此，本發(fā)明將物體的紅外圖像與探測(cè)到的熱輻射結(jié)合，進(jìn)一步根據(jù)目標(biāo)物體的形狀、大小和距離等信息來(lái)搜索視場(chǎng)內(nèi)的目標(biāo)物體，并對(duì)其進(jìn)行跟蹤和對(duì)準(zhǔn)。
[0032]圖1示出了本發(fā)明的紅外熱成像搜索跟蹤瞄準(zhǔn)裝置，該裝置包括紅外熱成像裝置200、測(cè)距儀300、轉(zhuǎn)動(dòng)支撐裝置100以及計(jì)算機(jī)400。
[0033]紅外熱成像裝置200安裝在轉(zhuǎn)動(dòng)支撐裝置100上且用于采集視場(chǎng)內(nèi)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(xué)部件，由紅外鏡頭和連接裝置構(gòu)成，用于將熱輻射聚焦于紅外探測(cè)器的焦平面;紅外探測(cè)器，用于接收觀測(cè)范圍內(nèi)的熱輻射，對(duì)于不同的熱輻射計(jì)量產(chǎn)生相應(yīng)的電信號(hào)；電路模塊，集成圖像處理、應(yīng)用功能、電源、傳輸?shù)裙δ埽幚砩鲜黾t外探測(cè)器的電信號(hào)，并傳輸至計(jì)算機(jī)或監(jiān)視器等多種終端設(shè)備。
[0034]測(cè)距儀300也安裝在轉(zhuǎn)動(dòng)支撐裝置100上且用于獲得紅外熱成像裝置與視場(chǎng)內(nèi)目標(biāo)物體的距離信息，測(cè)距儀300優(yōu)選采用激光測(cè)距儀。為了準(zhǔn)確計(jì)算紅外熱成像裝置200與目標(biāo)物體的距離，測(cè)距儀300與紅外熱成像裝置200同步地運(yùn)動(dòng)。
[0035]轉(zhuǎn)動(dòng)支撐裝置100內(nèi)設(shè)控制器(未示出)，控制器控制轉(zhuǎn)動(dòng)支撐裝置100的水平轉(zhuǎn)動(dòng)和俯仰轉(zhuǎn)動(dòng)以實(shí)現(xiàn)全視場(chǎng)內(nèi)的紅外圖像采集。轉(zhuǎn)動(dòng)支撐裝置100內(nèi)可以設(shè)置多個(gè)電機(jī)，控制器接收到計(jì)算機(jī)400的控制命令，將該命令進(jìn)行解碼，轉(zhuǎn)換為控制電機(jī)的運(yùn)動(dòng)的控制信號(hào)，通過(guò)多個(gè)電機(jī)的移動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)動(dòng)支撐裝置100的轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而帶動(dòng)紅外熱成像裝置200和測(cè)距儀300的轉(zhuǎn)動(dòng)。另一方面，轉(zhuǎn)動(dòng)支撐裝置100的控制器向計(jì)算機(jī)400實(shí)時(shí)通信其自身的水平角度和俯仰角度。轉(zhuǎn)動(dòng)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(zhuǎn)動(dòng)裝置已知的位置和方向的相對(duì)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(zhuǎn)動(dòng)裝置提供基于地理信息的標(biāo)準(zhǔn)水平角度和俯仰角度。
[0036]計(jì)算機(jī)400與紅外熱成像裝置200、測(cè)距儀300以及轉(zhuǎn)動(dòng)支撐裝置100的控制器通過(guò)有線和/或無(wú)線的方式通信，計(jì)算機(jī)100包括處理器(未示出)和存儲(chǔ)器(未示出)，存儲(chǔ)器存儲(chǔ)與目標(biāo)物體相關(guān)的預(yù)設(shè)條件以及由紅外熱成像裝置200和