【技术实现步骤摘要】
基于热像仪与激光联动扫描技术的三维热成像系统与方法
[0001]本专利技术属于热成像检测
，尤其涉及一种基于热像仪与激光联动扫描技术的三维热成像系统与方法。
技术介绍
[0002]目前，生成三维热成像的数据采集装置一般是由一个热像仪和一个RGB
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D深度相机组成的组合装置，热像仪测量物体表面温度，得到物体的热成像，深度相机用于物体高度测量，得到物体表面的三维点云，物体表面温度信息与高度信息配准即可得到三维热成像。该方案存在以下问题：
[0003]1、需要在至少一个热像仪的前提下另外搭载深度相机，价格昂贵。
[0004]2、由于检测物体高度的深度相机和热像仪使用了不同的摄像头传感器，深度相机和热像仪的内参、外参并不相同，在实际使用时需要对物体的热成像和高度点云进行配准，配准算法复杂度较高。
[0005]3、仅使用深度相机和热像仪，在不搭载激光激励的情况下无法对物体进行激光激励热成像，检测不到物体的内部缺陷。
技术实现思路
[0006]本专利技术的目的在于提供一种基...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于热像仪与激光联动扫描技术的三维热成像系统，其特征在于：包括热像仪、激光发生器、准直器、运动机构、参考平面以及数据处理装置；所述热像仪和所述准直器均位于所述参考平面的上方；被测物体置于所述参考平面上；所述激光发生器的输出端与所述准直器的输入端连接；所述热像仪的输出端与所述数据处理装置的输入端连接；所述准直器发射出的线激光位于所述热像仪的成像范围内；所述热像仪和准直器均设于所述运动机构上，在运动机构的作用下所述热像仪和准直器做直线运动，且在运动过程中所述准直器发射出的线激光与被测物体的长度方向或宽度方向垂直；或，被测物体与所述运动机构连接，在运动机构的作用下被测物体做直线移动，且所述准直器发射出的线激光与被测物体的移动方向垂直。2.如权利要求1所述的基于热像仪与激光联动扫描技术的三维热成像系统，其特征在于：所述准直器发射出的线激光位于所述热像仪成像范围的正中心。3.如权利要求1或2所述的基于热像仪与激光联动扫描技术的三维热成像系统，其特征在于：所述热像仪与所述准直器位于同一高度。4.一种利用如权利要求1～3中任一项所述的三维热成像系统进行三维热成像的方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：对热像仪进行标定，得到标定内参、热像仪到世界坐标系x轴的转移系数以及热像仪到世界坐标系z轴的转移矩阵；所述世界坐标系以参考平面作为xy面，以垂直于参考平面作为z轴，其中，y轴为运动机构的运动方向；步骤2：在控制热像仪和准直器做直线运动或控制被测物体做直线移动的同时，激光发生器发射出激光束，准直器将所述激光束转换为线激光并照射于被测物体上，采用热像仪对被测物体进行扫描，获得被测物体的原始热图像序列；步骤3：根据所述标定内参对所述原始热图像序列进行畸变矫正处理，得到矫正处理后的热图像序列；步骤4：根据所述热像仪到世界坐标系z轴的转移矩阵对所述热图像序列中的每帧热图像进行高度测量，得到每帧热图像对应的高度信息，即每帧热图像的初始高度序列；步骤5：对所述热图像序列进行速度估计得到速度估计值，根据所述速度估计值和所述热图像序列构建时间对齐矩阵和空间对齐矩阵，根据所述时间对齐矩阵和空间对齐矩阵将所述热图像序列转换为时间对齐序列；步骤6：根据所述空间对齐矩阵和时间对齐矩阵对所述初始高度序列进行配准，得到时间对齐后的高度序列，再将时间对齐后的高度序列对时间轴进行降维，得到高度点云；步骤7：根据所述热像仪到世界坐标系x轴的转移系数以及热像仪和准直器的运动速度或被测物体的运动速度，将所述时间对齐序列、高度点云从像素坐标系转换至物理坐标系，得到被测物体的三维扫描热成像。5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述步骤1中，采用张正友棋盘格相机标定法对热像仪进行标定。6.如权利要求4所述的方法，其特征在于...
【专利技术属性】
技术研发人员：何赟泽，吴文涛，邓堡元，王洪金，王耀南，
申请(专利权)人：湖南大学，
类型：发明
国别省市：
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