本发明专利技术公开了一种基于卡尔曼滤波器红外温漂修正方法，通过采集到的目标热辐射信号转换成对应的数字化实时响应值；根据两次快门间增量和镜筒温度的增量计算补偿后的响应值；根据快门温度、补偿后的响应值和定标曲线进行温度计算，获得定标点温度值；根据卡尔曼滤波器算法对定标点温度值进行温漂修正，得到最优温漂修正值。本发明专利技术引入卡尔曼滤波器算法，对迭代温度补偿后的预测噪声和补偿噪声进行进一步修正，解决了现有技术中由于探测器刚上电，焦平面变化率不均匀而引起的测量精度降低的问题，并且本发明专利技术的卡尔曼滤波器算法对温度补偿系数能根据上一次补偿系数进行实时更新，对消除温度抖动和抑制温漂补偿程度回归真实温度有积极的作用。
【技术实现步骤摘要】
一种基于卡尔曼滤波器的红外温漂修正方法与装置
本专利技术涉及红外测温
，特别涉及一种基于卡尔曼滤波器的红外温漂修正的方法与装置。
技术介绍
红外测温技术因其测温范围宽、不改变被测物体温度场和远距离非接触测温等优点，在民用领域广泛使用。温漂是影响红外测温精度的一个关键因素，其主要由于焦平面温度的漂移而导致响应率的变化，从而影响最终测温结果。温漂修正机制至关重要，特别是不带半导体制冷器的红外探测器。目前的温漂修正机制常用的是迭代补偿法，迭代补偿法是根据前两次打快门间的单位焦温直流量的变化来预估当前焦温变化带来的直流漂移量，来消除温漂的影响。该方法假设在两次打快门间焦平面温度变化与探测器直流变化量近似呈线性关系，且利用上两次快门之间计算出来的变化率来实时预测当前焦平面温度相对上一次快门时的焦平面温度变化量造成的直流量漂移量。打一次快门更新一次变化率，不断迭代，直到焦平面温度变化不满足预设要求，停止变化率的更新。迭代补偿法假设两次快门间焦平面温度差与探测器直流增量呈线性关系，且认为当前变化关系与上两次快门间的变化关系一致。在探测器刚上电时，整机散热不佳，焦平面温度会急剧增长随后逐渐平缓，在定时和定温触发快门机制下都不能很好的估算出补偿系数(变化率)来预估实时的直流变化量，且在开机到稳定的整个过程中，补偿系数不断更新，致使补偿量大范围波动导致最终测量温度急剧抖动，使测温精度降低。另外。在刚开机时需要预置补偿参数，参数的选取需要根据整机的温升曲线和探测器响应率来设置，需要实验来反复验证调节，影响测温效率。专利
技术实现思路
鉴于上述问题，提出了本专利技术以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的一种基于卡尔曼滤波器进行温漂修正的方法和装置。第一方面，本专利技术实施例提供了一种基于卡尔曼滤波器进行温漂修正的方法，包括S100.将采集到的目标热辐射信号转换成相应的电信号，将电信号经过电压放大、AD转换得到对应的数字化实时响应值；S200.根据两次快门间增量和镜筒温度的增量计算补偿后的响应值；S300.根据快门温度、补偿后的响应值和定标曲线进行温度计算，获得定标点温度值；S400.根据卡尔曼滤波器算法对定标点温度值进行温漂修正，得到最优温漂修正值。进一步地，S100具体包括：选取红外图像中心点为定标点，从红外图像中心点处获取目标辐射的直流数字化后的分量x16值，记为g1；从缓存数据里获取上一次打快门时中心点处数字化后的分量x16值，记为g0，根据g1和g0得到数字化实时响应值s。进一步地，S200具体包括：S201.获取第n次和n-1次快门本底的x16均值g0(n)和g0(n-1)，获取第n次和第n-1次打快门时的镜筒温度Tl(n)和Tl(n-1)，根据g0(n)、g0(n-1)、Tl(n)和Tl(n-1)得到温漂补偿系数kj；S202.根据实时镜筒温度Tl、第n次打快门时的镜筒温度Tl(n)和温漂补偿系数kj，得到温漂补偿量Δs；S203.根据实时响应值s和温漂补偿量△s得出补偿后的响应值Sc。进一步地，S300具体包括：S301.获取快门温度TB和定标曲线起始温度TS,根据温度转换公式，得到定标曲线温度轴量tb；S302.将定标曲线温度轴量tb带入定标曲线函数f(x)，根据S200的补偿后的响应值Sc，得到实际坐标点处Y值；S303.根据实际坐标点处Y值，分别反带入定标曲线函数f(x)和温度转换公式g(x)，得到待测温度t。进一步地，S400包括：S401.通过前一帧温度值预测当前帧温度值；S402.根据当前帧中心点温漂补偿后精确测量温度C(n)和S300步骤中待测温度t，得到补偿噪声v(n)；S403.将预测噪声w(n)和补偿噪声v(n)模型进行乘积融合，融合后新的高斯分布均值和方差；S404.根据卡尔曼增益K,待测温度t，当前帧预测温度值T(n|n-1)得到最优温漂修正值T(n|n)。进一步地，得到最优温漂修正值T(n|n)后，不断回归卡尔曼增益进行迭代，计算连续序列帧的最优温漂修正值。进一步地，状态转移系数α为1，两种高斯噪声模型均值u1、u2为0。进一步地，预测噪声方差σn＝0.1，补偿噪声δn＝0.2。第二方面，本专利技术公开了一种基于卡尔曼滤波器红外温漂修正装置，包括数据采集单元、迭代温漂补偿单元、温度计算单元、卡尔曼温漂修正单元；数据采集单元采集目标热辐射信号转换成相应的电信号，将电信号经过电压放大、AD转换得到对应的数字化实时响应值；迭代温漂补偿单元，根据两次快门间增量和镜筒温度的增量计算补偿后的响应值；温度计算单元,根据快门温度、补偿后的响应值和定标曲线进行温度计算，获得中心点处温度值；卡尔曼温漂修正单元，根据卡尔曼滤波器对标定点温度值进行温漂修正，得到最优温漂修正值。进一步地，卡尔曼温漂修正单元修正温漂具体方法为：S401.通过前一帧温度值预测当前帧温度值；S402.根据当前帧中心点温漂补偿后精确测量温度C(n)和S300步骤中待测温度t，得到补偿噪声V(n)；S403.将预测噪声w(n)和补偿噪声v(n)模型进行乘积融合，融合后新的高斯分布均值和方差；S404.根据卡尔曼增益K,待测温度t，当前帧预测温度值T(n|n-1)得到最优温漂修正值T(n|n)。本专利技术实施例提供本专利技术实施例提供的上述技术方案的有益效果至少包括：本专利技术相较现有技术，引入卡尔曼滤波器算法，对迭代温度补偿后的预测噪声和补偿噪声进行进一步一修正，解决了现有技术中由于探测器刚上电，焦平面变化率不均匀而引起的测量精度降低的问题，并且本专利技术的卡尔曼滤波器算法对温度补偿系数能根据上一次补偿系数进行实时更新，提高了测温效率，对消除温度抖动和抑制温漂补偿程度回归真实温度有积极的作用。本专利技术的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本专利技术而了解。本专利技术的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。下面通过附图和实施例，对本专利技术的技术方案做进一步的详细描述。附图说明附图用来提供对本专利技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本专利技术的实施例一起用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的限制。在附图中：图1为本专利技术实施例1中，一种基于卡尔曼滤波器红外温漂修正方法流程图；图2为本专利技术实施例1中，定标曲线函数图；图3为本专利技术实施例1中，三种温漂修正机制开机到稳定过程的黑体测温结果示意图；图4为本专利技术实施例2中，一种基于卡尔曼滤波器红外温漂修正装置结构图。具体实施方式下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于卡尔曼滤波器红外温漂修正方法，其特征在于，方法包括：/nS100.将采集到的目标热辐射信号转换成相应的电信号，将电信号经过电压放大、AD转换得到对应的数字化实时响应值；/nS200.根据两次快门间增量和镜筒温度的增量计算补偿后的响应值；/nS300.根据快门温度、补偿后的响应值和定标曲线进行温度计算，获得定标点温度值；/nS400.根据卡尔曼滤波器算法对定标点温度值进行温漂修正，得到最优温漂修正值。/n
【技术特征摘要】
1.一种基于卡尔曼滤波器红外温漂修正方法，其特征在于，方法包括：
S100.将采集到的目标热辐射信号转换成相应的电信号，将电信号经过电压放大、AD转换得到对应的数字化实时响应值；
S200.根据两次快门间增量和镜筒温度的增量计算补偿后的响应值；
S300.根据快门温度、补偿后的响应值和定标曲线进行温度计算，获得定标点温度值；
S400.根据卡尔曼滤波器算法对定标点温度值进行温漂修正，得到最优温漂修正值。
2.根据权利要求1的一种基于卡尔曼滤波器红外温漂修正方法，其特征在于，S100具体包括：
选取红外图像中心点为定标点，从红外图像中心点处获取目标辐射的直流数字化后的分量x16值，记为g1；从缓存数据里获取上一次打快门时中心点处数字化后的分量x16值，记为g0，根据g1和g0得到数字化实时响应值s。
3.根据权利要求1的一种基于卡尔曼滤波器红外温漂修正方法，其特征在于，S200具体包括：
S201.获取第n次和n-1次快门本底的x16均值g0(n)和g0(n-1)，获取第n次和第n-1次打快门时的镜筒温度Tl(n)和Tl(n-1)，根据g0(n)、g0(n-1)、Tl(n)和Tl(n-1)得到温漂补偿系数kj；
S202.根据实时镜筒温度Tl、第n次打快门时的镜筒温度Tl(n)和温漂补偿系数kj，得到温漂补偿量Δs；
S203.根据实时响应值s和温漂补偿量△s得出补偿后的响应值Sc。
4.根据权利要求1的一种基于卡尔曼滤波器红外温漂修正方法，其特征在于，S300具体包括：
S301.获取快门温度TB和定标曲线起始温度TS，根据温度转换公式，得到定标曲线温度轴量tb；
S302.将定标曲线温度轴量tb带入定标曲线函数f(x)，根据S200的补偿后的响应值Sc，得到实际坐标点处Y值；
S303.根据实际坐标点处Y值，分别反带入定标曲线函数f(x)和温度转换公式g(x)，得到待测温度t。
5.根据权利要求1的一种基于卡尔曼滤波器红外温漂修正方法，其特征在于，S400包括：
S401.通过前一帧温度值预...
【专利技术属性】
技术研发人员：田鹏，崔昌浩，黄晟，王鹏，周汉林，李林，
申请(专利权)人：武汉高德智感科技有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42
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