一种三维温度场测量设备与信息拼接方法技术

本发明专利技术公开了一种三维温度场测量设备，包括时钟同步电路，钟同步电路两端分别设有与之通过电路连接的第一设备组与第二设备组，第一设备组内分别设有第一投影仪，第一普通相机与第一温度相机，第二设备组内分别设有第二投影仪，第二普通相机与第二温度相机，第一设备组与第二设备组上端为被测物体。本发明专利技术的有益效果：可提供更高速度的三维温度场测量，可提供更完整的三维温度场测量，三维温度场拼接方法更快更准确。

【技术实现步骤摘要】
一种三维温度场测量设备与信息拼接方法
本专利技术涉及三维测量
，具体为一种三维温度场测量设备与信息拼接方法。
技术介绍
三维温度场信息可应用于设备检测、故障定位和医疗等方面。基于结构光的三维测量系统具有精度高，采样点密集等优势。单设备单角度测量往往在测量速度和测量完整度等方面有一定局限性。针对测量速度及测量完整度方面，本专利技术提供了两种解决方案。第一种是通过多组设备进行测量，并将结果进行数据融合，可获得更高速度或更完整的测量结果。第二种是通过一组设备在不同角度测量并将结果进行拼接，可获得更为完整的三维温度场测量信息。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种三维温度场测量设备与信息拼接方法，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种三维温度场测量设备，包括时钟同步电路，所述钟同步电路两端分别设有与之通过电路连接的第一设备组与第二设备组，所述第一设备组内分别设有第一投影仪，第一普通相机与第一温度相机，所述第二设备组内分别设有第二投影仪，第二普通相机与第二温度相机，所述第一设备组与第二设备组上端为被测物体。优选的，所述第一普通相机与所述第二普通相机用于拍摄所述被测物体，所述第一温度相机与所述第二温度相机用于拍摄所述被测物体温度信息。优选的，所述第一投影仪、第一普通相机、第一温度相机、第二投影仪、第二普通相机与第二温度相机，均通过电路与所述时钟同步电路连接。优选的，所述第一设备组与第二设备组采用DLP或SLM投影仪。一种三维温度场信息拼接方法，包括以下步骤：步骤一：图像引导，通过相邻或相近两帧温度图像或普通图像粗略估计两次采集中设备之间的三维空间变换关系；步骤二：ICP精确估计，通过ICP精确估计两次采集中设备之间的三维空间变换关系。有益效果本专利技术所提供的三维温度场测量设备与信息拼接方法，可提供更高速度的三维温度场测量，可提供更完整的三维温度场测量，三维温度场拼接方法更快更准确。附图说明图1为本专利技术实施例1中采用两组设备进行高速测量的示意图；图2为本专利技术实施例2中采用两组设备进行更完整测量的示意图；图3为本专利技术实施例3中采用一组设备进行实时测量和拼接的示意图。附图标记1-设备组，2-设备组，3-投影仪，4-普通相机，5-温度相机，6-时钟同步电路，7-投影仪，8-普通相机，9-温度相机，10-被测物体,11-第三投影仪，12-第三普通相机，13-第三温度相机，14-第二时钟同步电路,15-第二被测物体。具体实施方式以下是本专利技术的具体实施例并结合附图，对本专利技术的技术方案作进一步的描述，但本专利技术并不限于这些实施例。实施例1如图1所示，本实施例可进行高速测量，该测量系统包括第一设备组1和第二设备组2组成，其中第一设备组1包括第一投影仪3，第一普通相机4，第一温度相机5，第二设备组2包括第二投影仪7，第二普通相机8，第二温度相机9，第一设备组1和第二设备组2由时钟同步电路6进行时钟同步，第一设备组1和第二设备组通过时钟同步电路6触发，分别在不同时刻对被测物体10进行测量，比如第一设备组1在时刻进行测量，第二设备组2在时刻进行测量（其中,,），从而整个系统可获得在时刻的温度场信息，其测量速度是单个设备的二倍。类似方法可推广到更多个设备组成的测量系统从而获得更高速度的测量结果。实施例2如图2所示，本实施例可进行更为完整的测量。该测量系统包括第一设备组1和第二设备组2组成，其中第一设备组1包括第一投影仪3，第一普通相机4，第一温度相机5，第二设备组2包括第二投影仪7，第二普通相机8，第二温度相机9，第一设备组1和第二设备组2由时钟同步电路6进行时钟同步，第一设备组1和第二设备组通过时钟同步电路6触发，第一设备组1和第二设备组2可同时对被测物体10的左边部分和右边部分进行测量，将第一设备组1和第二设备组2的测量结果进行拼接融合，可获得被测物体的更完整测量结果，类似方法可推广到更多个设备组成的测量系统从而获得更完整的测量结果。实施例3如图3所示，本施例可进行实时测量与拼接。该测量系统由一组设备组成，包括第三投影仪11，第三普通相机12，第三温度相机13，第三投影仪11、第三普通相机12和第三温度相机13通过第二时钟同步电路14进行时钟同步。该系统可对第二被测物体15分别在不同位置进行测量，通过本专利技术提供的拼接方法，或其他拼接方法，得到第二被测物体15更完整的测量信息。多组设备可提高测量速度或测量结果的完整度。比如，在一个由两组设备组成的测量系统中，第一组设备在时刻进行测量，第二组设备在时刻进行测量（其中,,），从而整个系统可获得在时刻的温度场信息，其速度是单个设备的二倍。类似方法可推广到更多个设备组成的测量系统。在测量完整度方面，由于单个设备单个角度的测量结果往往会受到遮挡、多个装置角度不同等因素，造成测量结果不完整。通过使用多个设备同时在不同角度进行测量，并将测量结果进行融合，可获得更为完整的测量结果。本专利技术还提供一种基于多次测量的三维温度场拼接方法。通过两次测量中温度图像或普通相机图像进行特征点提取和匹配，粗略估计两次测量的旋转和平移，进而通过ICP方法对旋转和平移进行更精确估计，以使拼接方法更加快速和准确。为进行不同角度下测量结果的拼接，首先通过相邻的普通或温度相机图像，进行特征点提取和匹配，从而可以获得两组对应的三维点，。其中上标A和B分别表示不同位置或不同时刻采集的图像。通常，三维空间变换可表示为一个旋转矩阵和平移向量，如下：将对应的三维点建立如上关系，并利用最小二乘法和SVD分解等方法，可获取两个角度下测量下的旋转矩阵和平移向量。利用该变换，可将在两个不同位置或时刻采集的三维温度场进行拼接融合。然而由于特征点提取精度等因素，基于特征点求得的旋转矩阵和平移向量可能存在误差，所以进一步本专利技术利用三维数据进行ICP，从而得到更准确的三维变换，以得到更为准确的三维温度场拼接融合结果。最后应说明的是：以上所述仅为本专利技术的优选实施例而已，并不用于限制本专利技术，尽管参照前述实施例对本专利技术进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本专利技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本专利技术性的保护范围之内的
技术实现思路
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【技术保护点】
1.一种三维温度场测量设备，包括时钟同步电路（6），其特征在于：所述钟同步电路（6）两端分别设有与之通过电路连接的第一设备组（1）与第二设备组（2），所述第一设备组（1）内分别设有第一投影仪（3），第一普通相机（4）与第一温度相机（5），所述第二设备组（2）内分别设有第二投影仪（7），第二普通相机（8）与第二温度相机（9），所述第一设备组（1）与第二设备组（2）上端为被测物体（10）。/n

【技术特征摘要】
1.一种三维温度场测量设备，包括时钟同步电路（6），其特征在于：所述钟同步电路（6）两端分别设有与之通过电路连接的第一设备组（1）与第二设备组（2），所述第一设备组（1）内分别设有第一投影仪（3），第一普通相机（4）与第一温度相机（5），所述第二设备组（2）内分别设有第二投影仪（7），第二普通相机（8）与第二温度相机（9），所述第一设备组（1）与第二设备组（2）上端为被测物体（10）。


2.根据权利要求1所述的三维温度场测量设备，其特征在于：所述第一普通相机（4）与所述第二普通相机（8）用于拍摄所述被测物体（10），所述第一温度相机（5）与所述第二温度相机（9）用于拍摄所述被测物体（10）温度信息。

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【专利技术属性】
技术研发人员：安亚通，龚海，徐方达，于楠，
申请(专利权)人：苏州鑫之博科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32