红外与可见光图像配准参数校正装置和校正方法制造方法及图纸

本发明专利技术提出一种红外与可见光图像配准参数校正装置，设置红外探测器和可见光探测器的位置成不同角度，在保证光轴互相平行时同时拍摄棋盘形校正靶的图像，并根据棋盘形校正靶与校正装置的距离以及图像重影，计算可见光图像的平移和缩放校正参数，所得参数能够实现红外与可见光图像融合系统中红外图像与可见光图像的自适应配准；该装置能够对不同固定形式的探测器进行配准校正能够对不同景深的目标进行配准，减少了图像数据量，加快了运算速度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于图像配准领域，尤其是一种红外与可见光图像配准参数校正装置和校正方法。
技术介绍
图像配准是红外与可见光图像融合技术的瓶颈之一，它可以将可见光图像和红外图像进行有效地匹配、叠加，为后续融合处理提供在空间和时间上具有高度关联的图像数据，可以解决融合图像模糊、质量差、不符合人眼视觉习惯的问题，受到各国科研工作者的重视。红外与可见光图像配准属于多模态图像配准，其配准方法主要有两类：基于图像区域的方法和基于图像特征的方法。基于图像区域的配准方法通常是用图像的某一区域或者整幅图像去估计图像之间在空间几何上的变换参数，常见配准方法有相关类方法、相位相关法、概率型测度法等。基于图像特征的配准方法提取图像中对比例、旋转、平移、照度等保持不变的特征,利用了图像的高层信息,适合于多模态图像分析。根据上述方法，国内科研人员为图像配准的发展做出了贡献，刘宏娟，郭宝龙研制了航拍图像配准系统，采用S-SIFT算法，解决了无人机在飞行过程中拍摄获取的航拍图像分辨率低，且易受到光照和噪声的干扰的问题。刘卫光采用相位相关法，设计了一种红外与可见光图像融合及配准系统，得到了精确的配准图像。聂宏宾提出了基于似然函数EM迭代的图像配准算法，该算法以图像边缘作为配准点特征,将异源图像配准转化为边缘点集配准，通过点集的高斯混合建模建立了点集配准似然函数，以该函数作为目标函数，仿射变换参数作为优化变量，利用EM迭代优化方法进行最优变换参数求解。迭代过程中,引入基于概率密度自适应阈值分割的外点剔除机制，解决了外点对目标函数的干扰问题,实现了边缘点集的精确配准，利用实测的可见光和红外图像进行了算法验证，证明了该算法的有效性。从以上分析来看，红外与可见光图像配准的发展主要局限在理论分析与算法研究领域，针对图像配准系统的研究较少，且图像配准功能大多是图像处理系统中的一部分，缺少专门对图像进行配准或配准参数校正的系统，这很大程度上制约了红外与可见光图像融合技术的发展。
技术实现思路
本专利技术所解决的技术问题在于提供一种红外与可见光图像配准参数校正装置，设置红外探测器和可见光探测器的位置成不同角度，在保证光轴互相平行时同时拍摄棋盘形校正靶的图像，并根据棋盘形校正靶与校正装置的距离以及图像重影，计算可见光图像的平移和缩放校正参数，所得参数实现了红外与可见光图像融合系统中红外图像与可见光图像的自适应配准；该装置能够对不同固定形式的探测器进行配准校正能够对不同景深的目标进行配准，减少了图像数据量，加快了运算速度。实现本专利技术目的的技术解决方案为：红外与可见光图像配准参数校正装置，包括：探测装置，包括固定支架、固定底座、红外探测装置和可见光探测装置，红外探测装置通过固定支架安装在固定底座上，红外探测装置和可见光探测装置通过卡槽连接；光轴校正装置，用于调节红外探测装置和可见光探测装置之间的光轴平行度；棋盘形校正靶，用作探测校正的测量目标；图像传输装置，用于传输红外探测装置和可见光探测装置采集到的图像；计算机，用于融合红外探测装置和可见光探测装置采集到的图像；其中，红外探测装置和可见光探测装置通过图像传输装置连接至计算机；电源模块，用于为探测装置、棋盘形校正靶和计算机供电。进一步的，本专利技术的红外与可见光图像配准参数校正装置，红外探测装置包括测距机、红外探测器、红外探测器套筒和红外探测器固定结构，所述红外探测器与红外探测器固定结构固定连接，红外探测器固定结构和测距机设置在红外探测器套筒内部，红外探测器套筒外围均匀设置有凹陷的红外探测器套筒固定卡槽，测距机设置在红外探测器套筒下方。进一步的，本专利技术的红外与可见光图像配准参数校正装置，红外探测器套筒外围每隔30°设置一个红外探测器套筒固定卡槽。进一步的，本专利技术的红外与可见光图像配准参数校正装置，可见光探测装置包括可见光探测器、可见光探测器套筒和可见光探测器多维调节结构，所述可见光探测器与可见光探测器多维调节结构固定连接，可见光探测器多维调节结构设置在可见光探测器套筒内部，可见光探测器套筒外围均匀设置有突出的可见光探测器套筒固定卡槽。进一步的，本专利技术的红外与可见光图像配准参数校正装置，可见光探测器套筒外围每隔30°设置一个可见光探测器套筒固定卡槽。进一步的，本专利技术的红外与可见光图像配准参数校正装置，棋盘形校正靶的靶面由横向设置和纵向设置的钨丝组成，钨丝之间留有空隙。进一步的，本专利技术的红外与可见光图像配准参数校正装置，棋盘形校正靶还包括升降底座，用于调节棋盘形校正靶2靶面的高度。进一步的，本专利技术的红外与可见光图像配准参数校正装置，所述钨丝由电源模块加热。进一步的，本专利技术还提出了一种红外与可见光图像配准参数校正方法，包括以下步骤：步骤1：在暗室内固定探测装置，利用光轴校正装置调节红外探测器和可见光探测器之间的光轴平行度；步骤2：将探测装置置于室外，将棋盘形校正靶放置在红外探测器的最大探测距离处；步骤3：打开测距机，测量棋盘形校正靶到探测装置的距离，并将距离信息传输至计算机中；步骤4：连接棋盘形校正靶和电源系统进行加热，打开红外探测器和可见光探测器，分别采集到红外图像和可见光图像，并将图像通过图像传输装置传输至计算机中；步骤5：计算机接收并融合红外图像和可见光图像，再判断融合图像是否有重影；步骤6：若融合图像有重影，则以红外图像为基准，移动或缩放可见光图像，直到融合图像重影消失，记录此时棋盘形校正靶与探测装置的距离、可见光图像的移动量或缩放量；若融合图像没有重影，记录棋盘形校正靶与探测装置的距离、可见光图像的位置参数；步骤7：判断棋盘形校正靶与探测装置的距离是否大于10米，若是，则向靠近探测装置的方向移动棋盘形校正靶10米，重复步骤3到步骤6；若否，则结束配准参数校正，将所有配准参数绘制成表格。进一步的，本专利技术的红外与可见光图像配准参数校正方法，步骤1中光轴校正装置将红外探测器和可见光探测器之间的光轴平行度调节至光轴平行度大于95％。本专利技术采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：1、本专利技术的校正装置根据目标与装置的距离，计算图像的平移和缩放校正参数，实现了红外图像与可见光图像融合后的图像自动配准；2、本专利技术的校正装置不受目标距离的影响，能够对不同景深的目标进行配准；3、本专利技术的校正装置可以在红外探测器与可见光探测器成不同角度的时候进行配准参数校正；4、本专利技术的校正方法采用数据标定方法，减少了图像数据量，加快了运算速度。附图说明图1是本专利技术的红外与可见光图像配准参数校正装置示意图；图2是本专利技术的探测装置结构示意图；图3是本专利技术的棋盘形校正靶结构示意图；图4是本专利技术的红外与可见光图像配准参数校正方法流程图；图5是本专利技术的计算机融合图像的流程图。附图标记含义：1：探测装置，2：棋盘形校正靶，3：图像传输装置，4：光轴校正装置，5：计算机，6：电源模块，7：可见光探测器套筒，8：可见光探测器，9：红外探测器套筒固定卡槽，10：红外探测器，11：可见光探测器套筒固定卡槽，12：固定支架，13：红外探测器套筒，14：红外探测器固定结构，15：可见光探测器多维调节结构，16：测距机，17：钨丝，18：升降底座。具体实施方式下面详细描述本专利技术的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类本文档来自技高网...

【技术保护点】
红外与可见光图像配准参数校正装置，其特征在于，包括：探测装置，包括固定支架、固定底座、红外探测装置和可见光探测装置，红外探测装置通过固定支架安装在固定底座上，红外探测装置和可见光探测装置通过卡槽连接；光轴校正装置，用于调节红外探测装置和可见光探测装置之间的光轴平行度；棋盘形校正靶，用作探测校正的测量目标；图像传输装置，用于传输红外探测装置和可见光探测装置采集到的图像；计算机，用于融合红外探测装置和可见光探测装置采集到的图像；其中，红外探测装置和可见光探测装置通过图像传输装置连接至计算机；电源模块，用于为探测装置、棋盘形校正靶和计算机供电。

【技术特征摘要】
1.红外与可见光图像配准参数校正装置，其特征在于，包括：探测装置，包括固定支架、固定底座、红外探测装置和可见光探测装置，红外探测装置通过固定支架安装在固定底座上，红外探测装置和可见光探测装置通过卡槽连接；光轴校正装置，用于调节红外探测装置和可见光探测装置之间的光轴平行度；棋盘形校正靶，用作探测校正的测量目标；图像传输装置，用于传输红外探测装置和可见光探测装置采集到的图像；计算机，用于融合红外探测装置和可见光探测装置采集到的图像；其中，红外探测装置和可见光探测装置通过图像传输装置连接至计算机；电源模块，用于为探测装置、棋盘形校正靶和计算机供电。2.根据权利要求1所述的红外与可见光图像配准参数校正装置，其特征在于，红外探测装置包括测距机、红外探测器、红外探测器套筒和红外探测器固定结构，所述红外探测器与红外探测器固定结构固定连接，红外探测器固定结构和测距机设置在红外探测器套筒内部，红外探测器套筒外围均匀设置有凹陷的红外探测器套筒固定卡槽，测距机设置在红外探测器套筒下方。3.根据权利要求2所述的红外与可见光图像配准参数校正装置，其特征在于，红外探测器套筒外围每隔30°设置一个红外探测器套筒固定卡槽。4.根据权利要求1所述的红外与可见光图像配准参数校正装置，其特征在于，可见光探测装置包括可见光探测器、可见光探测器套筒和可见光探测器多维调节结构，所述可见光探测器与可见光探测器多维调节结构固定连接，可见光探测器多维调节结构设置在可见光探测器套筒内部，可见光探测器套筒外围均匀设置有突出的可见光探测器套筒固定卡槽。5.根据权利要求4所述的红外与可见光图像配准参数校正装置，其特征在于，可见光探测器套筒外围每隔30°设置一个可见光探测器套筒固定卡槽。6.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙斌，陈小惠，江兵，
申请(专利权)人：南京邮电大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32