一种红外热像仪外场标定方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种红外热像仪外场标定方法及装置、计算机设备、计算机可读存储介质，该方法包括如下步骤：根据外场的环境温度，确定采集标定数据使用的积分时间下限值和积分时间上限值；确定采集标定数据使用的温度下限点和温度上限点；设置红外热像仪的相机积分时间为积分时间下限值，分别采集并保存温度下限点和温度上限点对应输出图像，以及改变相机积分时间为积分时间上限值，采集并保存环境温度对应输出图像；根据保存的图像的灰度求解红外热像仪的响应率、杂散辐射引起的偏置和红外热像仪暗电流引起的偏置；根据涵盖积分时间变量的标定公式得到标定曲线并输出，完成标定。本发明专利技术能够实现外场条件下适用一定范围内任意积分时间的快速标定。

【技术实现步骤摘要】
一种红外热像仪外场标定方法及装置
本专利技术涉及红外探测
，尤其涉及一种红外热像仪外场标定方法及装置、计算机设备、计算机可读存储介质。
技术介绍
红外成像技术以其抗干扰和穿透能力强，受雨雾霾天气影响小，可以提供全天候的服务等优势，得到了越来越广泛的应用。为了准确地完成目标的红外辐射特性测量，需要对红外热像仪进行辐射定标。目前，红外热像仪的辐射定标通常有两种方式：实验室标定和外场标定。其中，实验室标定是在实验室稳定环境下进行的辐射定标，标定数据重复稳定性好、标定精度高。外场标定是在实验室标定的基础上根据实际测量目标红外辐射特性的外场环境进行修正，主要是为了修正环境温度变化对测量结果的影响。进行目标的红外辐射特性测量时，为了提高信噪比，需要根据目标的辐射特性选择一个合适的积分时间，所以在辐射定标时，应当获取所有需要的积分时间下的辐射定标数据，这是一项繁琐的工作，耗时、耗力，而外场测量准备时间有限，难以进行繁琐复杂的标定过程。因此，针对以上不足，需要提供一种更为简便、快捷的外场标定方法。
技术实现思路
(一)要解决的技术问题本专利技术要解决的技术问题是解决现有技术中红外热像仪外场标定过程繁琐、耗时过长的问题。(二)技术方案为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种红外热像仪外场标定方法，包括如下步骤：S1、根据外场的环境温度Te，确定采集标定数据使用的积分时间下限值I1和积分时间上限值I2；S2、根据外场的环境温度Te，确定采集标定数据使用的温度下限点T1和温度上限点T2；S3、设置红外热像仪的相机积分时间为积分时间下限值I1，分别采集并保存红外热像仪在温度下限点T1和温度上限点T2对应输出的图像，改变相机积分时间为积分时间上限值I2，采集并保存红外热像仪在环境温度Te对应输出的图像；S4、根据保存的图像的灰度求解红外热像仪的响应率G、杂散辐射引起的偏置O和红外热像仪暗电流引起的偏置b；S5、根据涵盖积分时间变量的标定公式h＝I×(G×L+O)+b得到标定曲线并输出，完成标定；其中，h为红外热像仪输出的图像的灰度，I为相机积分时间，L为辐射亮度。优选地，采用面源黑体提供温度下限点T1、温度上限点T2、环境温度Te对应的红外辐射。优选地，所述步骤S1包括如下步骤：S11、开启面源黑体，将所述面源黑体的温度设为此时外场的环境温度Te；S12、开启红外热像仪进行测量，调整红外热像仪对准所述面源黑体的辐射面，保证辐射面充满红外热像仪的视场；S13、查看此时所述面源黑体对应的图像的灰度中值hm，调整相机积分时间，使hm＝hmax/2，hmax为红外热像仪可输出灰度的最大值，记录此时的积分时间Im；S14、确定采集标定数据使用的积分时间下限值I1和积分时间上限值I2，I1＝0.5×Im，I2＝1.5×Im。优选地，所述步骤S2中，确定采集标定数据使用的温度下限点T1和温度上限点T2时，T1＝Te-20℃，T2＝Te+20℃。优选地，所述步骤S3包括如下步骤：S31、开启红外热像仪并在外场的环境中稳定运行30分钟以上，设置红外热像仪的相机积分时间为积分时间下限值I1，调整红外热像仪对准所述面源黑体的辐射面，保证辐射面充满红外热像仪的视场；S32、设置所述面源黑体的温度为温度下限点T1，采集并保存红外热像仪输出的图像，得到图像的灰度记为h1；设置所述面源黑体的温度为温度上限点T2，采集并保存红外热像仪输出的图像，得到图像的灰度记为h2；S33、设置红外热像仪的相机积分时间为积分时间上限值I2，设置所述面源黑体的温度为外场的环境温度Te，采集并保存红外热像仪输出的图像，图像的灰度记为he。优选地，所述步骤S4包括如下步骤：S41、计算所述面源黑体在温度分别为T1、T2和Te时，对应的辐射亮度L1、L2和Le，所述面源黑体的辐射亮度L与温度T之间的关系式如下：其中，λ为波长，λ1和λ2分别为红外热像仪的响应波段波长的下限和上限，C1为第一辐射常数，C2为第二辐射常数，L为所述面源黑体的辐射亮度，T为所述面源黑体的绝对温度(单位K)，ε为所述面源黑体的黑体发射率；S42、根据所述面源黑体的辐射亮度分别为L1、L2和Le时对应的图像的灰度h1、h2、he，带入标定公式h＝I×(G×L+O)+b，求解红外热像仪的响应率G、杂散辐射引起的偏置O和红外热像仪暗电流引起的偏置b，关系式如下：优选地，所述面源黑体的边缘处设有防风罩，用于减少干扰。本专利技术还提供了一种红外热像仪外场标定装置，包括：时间确定模块，用于根据外场的环境温度Te，确定采集标定数据使用的积分时间下限值I1和积分时间上限值I2；温度确定模块，用于根据外场的环境温度Te，确定采集标定数据使用的温度下限点T1和温度上限点T2；图像采集模块，用于设置红外热像仪的相机积分时间为积分时间下限值I1，分别采集并保存红外热像仪在温度下限点T1和温度上限点T2对应输出的图像，以及改变相机积分时间为积分时间上限值I2，采集并保存红外热像仪在环境温度Te对应输出的图像；参数计算模块，用于根据保存的图像的灰度求解红外热像仪的响应率G、杂散辐射引起的偏置O和红外热像仪暗电流引起的偏置b；曲线输出模块，用于根据涵盖积分时间变量的标定公式h＝I×(G×L+O)+b得到标定曲线并输出，完成标定；其中，h为红外热像仪输出的图像的灰度，I为相机积分时间，L为辐射亮度。本专利技术还提供了一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述第一项所述红外热像仪外场标定方法的步骤。本专利技术还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述第一项所述红外热像仪外场标定方法的步骤。(三)有益效果本专利技术的上述技术方案具有如下优点：本专利技术提供了一种红外热像仪外场标定方法及装置、计算机设备、计算机可读存储介质，本专利技术根据实际测量的外场环境温度确定采集标定数据使用的积分时间下限值、积分时间上限值、温度下限点和温度上限点，通过采集三种边界情况下的辐射测量图像，解算关于积分时间变量的标定曲线，完成外场条件下适用于一定范围内任意积分时间的快速标定，操作少、耗时短，能够有效简化红外热像仪外场标定过程。附图说明图1是本专利技术实施例中一种红外热像仪外场标定方法步骤示意图；图2是本专利技术实施例中对红外热像仪进行外场标定的示意图；图3是本专利技术实施例中一种红外热像仪外场标定装置结构示意图。图中：1：红外热像仪；2：面源黑体；21：辐射面；22：防风罩；100：时间确定模块；200：温度确定模块；300：图像采集模块；400：参数计算模块；500：曲线输出模块。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种红外热像仪外场标定方法，其特征在于，包括如下步骤：/nS1、根据外场的环境温度Te，确定采集标定数据使用的积分时间下限值I

【技术特征摘要】
1.一种红外热像仪外场标定方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、根据外场的环境温度Te，确定采集标定数据使用的积分时间下限值I1和积分时间上限值I2；
S2、根据外场的环境温度Te，确定采集标定数据使用的温度下限点T1和温度上限点T2；
S3、设置红外热像仪的相机积分时间为积分时间下限值I1，分别采集并保存红外热像仪在温度下限点T1和温度上限点T2对应输出的图像，改变相机积分时间为积分时间上限值I2，采集并保存红外热像仪在环境温度Te对应输出的图像；
S4、根据保存的图像的灰度求解红外热像仪的响应率G、杂散辐射引起的偏置O和红外热像仪暗电流引起的偏置b；
S5、根据涵盖积分时间变量的标定公式h＝I×(G×L+O)+b得到标定曲线并输出，完成标定；其中，h为红外热像仪输出的图像的灰度，I为相机积分时间，L为辐射亮度。


2.根据权利要求1所述的红外热像仪外场标定方法，其特征在于：采用面源黑体提供温度下限点T1、温度上限点T2、环境温度Te对应的红外辐射。


3.根据权利要求2所述的红外热像仪外场标定方法，其特征在于，所述步骤S1包括如下步骤：
S11、开启面源黑体，将所述面源黑体的温度设为此时外场的环境温度Te；
S12、开启红外热像仪进行测量，调整红外热像仪对准所述面源黑体的辐射面，保证辐射面充满红外热像仪的视场；
S13、查看此时所述面源黑体对应的图像的灰度中值hm，调整相机积分时间，使hm＝hmax/2，hmax为红外热像仪可输出灰度的最大值，记录此时的积分时间Im；
S14、确定采集标定数据使用的积分时间下限值I1和积分时间上限值I2，I1＝0.5×Im，I2＝1.5×Im。


4.根据权利要求1所述的红外热像仪外场标定方法，其特征在于：所述步骤S2中，确定采集标定数据使用的温度下限点T1和温度上限点T2时，T1＝Te-20℃，T2＝Te+20℃。


5.根据权利要求2所述的红外热像仪外场标定方法，其特征在于，所述步骤S3包括如下步骤：
S31、开启红外热像仪并在外场的环境中稳定运行30分钟以上，设置红外热像仪的相机积分时间为积分时间下限值I1，调整红外热像仪对准所述面源黑体的辐射面，保证辐射面充满红外热像仪的视场；
S32、设置所述面源黑体的温度为温度下限点T1，采集并保存红外热像仪输出的图像，得到图像的灰度记为h1；设置所述面源黑体的温度为温度上限点T2，采集并保存红外热像仪输出的图像，得到图像的灰度记为h2；

【专利技术属性】
技术研发人员：徐文斌，孙宪中，李军伟，
申请(专利权)人：北京环境特性研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11