一种多传感器融合的三维测温装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种多传感器融合的三维测温装置，包括数据采集器和黑体；所述的数据采集器包括壳体，壳体内固定设有可见光镜头模组、红外热像仪和三维激光雷达，可见光镜头模组、红外热像仪、三维激光雷达的视轴方向一致；所述的黑体为程控式黑体，其包括控制盒、黑体面和散热鳍片，所述黑体面与壳体工作面间隔相对。本发明专利技术提供的多传感器融合的三维测温装置，可以同时获取到图像、温度分布、点云分布数据，数据可传输至上位机；此外，通过热像仪与程控黑体结合，周期性进行实时标定，实现各种环境温度下非制冷热像仪的高精度温度测量。境温度下非制冷热像仪的高精度温度测量。境温度下非制冷热像仪的高精度温度测量。

【技术实现步骤摘要】
一种多传感器融合的三维测温装置


[0001]本专利技术涉及工程红外伪装技术，尤其涉及三维温度测量技术，具体是一种多传感器融合的三维测温装置。

技术介绍

[0002]从上世纪80年代至今，热红外伪装是伪装领域研究的重点与难点。为了评估红外伪装技术的有效性，需要一套有效的测量装置快速获取伪装物在温度与图像呈现的暴露征候，以更好地指导红外伪装设计。
[0003]热红外成像作为一种非接触式、图形化的测温技术，可以获得物体的二维平面温度，由于视角单一、缺少三维信息，传统的热像仪测温方式不能适应红外伪装三维温度分析与可视化的需求；此外要实现高精度的测温，势必需要选择成本极高的制冷型红外热像仪，不利于大区域的测量试验。随着激光雷达等传感技术的发展，使得采用组合式传感器实现较高精度的三维红外温度测量、尺寸测量、图像特征辨识成为可能。

技术实现思路

[0004]针对
技术介绍
中提出的问题，本专利技术的目的就是提供一种多传感器融合的三维测温装置，旨在从以下几个方面对现有技术进行改进：A、采用可见光、红外相机与三维激光雷达组合的形式，同时采集伪装场景中的温度分布、图像与点云数据，进而得到伪装物在温度、尺度、图像等多维度的暴露征候；B、采用程控式黑体对红外热像仪的温漂进行补偿，提高温度测量精度。
[0005]为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：一种多传感器融合的三维测温装置，包括数据采集器和黑体；所述的数据采集器设置在测试区域一侧，黑体设置在测试区域另一侧；所述的数据采集器包括壳体，壳体内固定设有可见光镜头模组、红外热像仪和三维激光雷达，可见光镜头模组、红外热像仪、三维激光雷达的视轴方向一致；所述的壳体其一侧面为工作面，在工作面上设有可见光镜头模组的工作窗口A、红外热像仪窗口的工作窗口B和三维激光雷达的工作窗口C；所述的黑体为程控式黑体，其包括控制盒、黑体面和散热鳍片，所述黑体面与壳体工作面间隔相对。
[0006]所述的壳体连接有万向节连接件，万向节连接件用于与外部连接并调整光轴指向；所述壳体内还设有编解码与接口电路板，编解码与接口电路板通过线缆连接可见光镜头模组；所述编解码与接口电路板、三维激光雷达、红外热像仪均通过电源适配器连接外部电源，所述编解码与接口电路板、三维激光雷达、红外热像仪分别通过网络接口与网络交换机连接。
[0007]所述的壳体整体为具有后盖的长方体结构，所述后盖上设有用于连接万向节连接件的螺纹孔；所述的壳体还设有可见光镜头模组电源接口、可见光镜头模组网口数据接口、激光雷达数据接口和红外热像仪数据接口。
[0008]所述的编解码与接口电路板内置有不可拆卸的TF存储卡。
[0009]所述的可见光镜头模组为可见光相机。
[0010]所述的控制盒通过电源适配器供电，控制盒通过RS485串口总线与上位机电脑连接通信。
[0011]与现有技术相比，本专利技术具有如下优点与有益效果：本专利技术提供的多传感器融合的三维测温装置，通过可见光相机、红外热像仪、三维激光雷达融合，可以同时获取到图像、温度分布、点云分布数据，数据可传输至上位机，由上位机将可见光颜色信息与点云融合，或将红外温度与点云融合，形成温度、纹理的三维分布，更直观地展示测量数据，同时可以通过上位机软件进行尺寸测量；此外，通过热像仪与程控黑体结合，周期性进行实时标定，实现各种环境温度下非制冷热像仪的高精度温度测量。
附图说明
[0012]图1为本专利技术中数据采集器及黑体的立体结构示意图；图2为信息采集器的爆炸图；图3为壳体的立体示意图；图4为另一视角下程控式黑体的立体结构示意图；图5为本专利技术的连接及原理图；图6为实施例中万向节连接件的结构示意图。
[0013]图中：1、数据采集器，10、壳体，11、三维激光雷达，12、红外热像仪，13、可见光镜头模组，14、编解码与接口电路板，15、后盖，16、螺纹孔，17、激光雷达数据接口，18、可见光电源接口，19、可见光网口数据接口，110、红外热像仪数据接口，132、固定铜柱；2、黑体，21、控制盒，22、黑体面，23、散热鳍片，3、电源适配器，4、网络交换机，5、上位机电脑，6、万向节连接件。
具体实施方式
[0014]下面将结合本说明书附图，对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述，需要注意的是，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0015]如图1～图5所示，本专利技术提出一种多传感器融合的三维测温装置，包括数据采集器1和黑体2；所述的数据采集器1设置在测试区域一侧，用于数据采集，黑体2设置在测试区域另一侧；所述的数据采集器1包括壳体10，壳体10内固定设有可见光镜头模组13、红外热像仪12和三维激光雷达11，可见光镜头模组13、红外热像仪12、三维激光雷达11的视轴方向一致；所述的壳体10其一侧面为工作面，在工作面上设有可见光镜头模组的工作窗口A103、红外热像仪窗口的工作窗口B102和三维激光雷达的工作窗口C101；所述的黑体2为程控式黑体，其包括控制盒21、黑体面22和散热鳍片23，所述黑体面22与壳体10工作面间隔相对。
[0016]在本专利技术的一个实施例中，数据采集器1和黑体2相对摆放；可见光镜头模组13采用SONY IMX477低光摄像模组，可以实现1200万像素清晰拍照；红外热像仪12采用IRay非制冷长波热像仪，波段8
‑
14微米，384*288分辨率，焦距8mm，可以对1
‑
2米距离左右的测温；三
维激光雷达11选择大疆Livox固态激光雷达，对40
°
圆锥视场内的物体进行稠密点云数据采集，单帧点云累积时间设置为10秒，可以实现100万点的点云数据采集；程控式黑体属于现有的成熟技术，此处不再赘述。
[0017]所述的壳体10连接有万向节连接件6，万向节连接件6用于与外部连接并调整光轴指向，具体的，在本专利技术的一个实施例中，万向节连接件6选择亚安监控摄像头支架，如图6所示，通过调整万向节的偏航、俯仰锁紧螺丝，使得三维测温装置对准被测伪装物；所述壳体10内还设有编解码与接口电路板14，编解码与接口电路板14通过线缆连接可见光镜头模组13；所述编解码与接口电路板14、三维激光雷达11、红外热像仪12均通过电源适配器3连接外部电源，所述编解码与接口电路板14、三维激光雷达11、红外热像仪12分别通过网络接口与网络交换机4连接。在本专利技术的一个实施例中，电源适配器3采用5V、12V直流电源适配器，为可见光模组13、红外热像仪12、三维激光雷达11供电；编解码与接口电路板14选择Nvida Jetson Nano边缘计算板，通过CSI
‑
MIPI数据线与所述可见光模组13连接，实现1200万像素视频数据编解码，并通过千兆网口输出给交换机4。
[0018]所述的壳体10整体为具有后盖15的长方体结构，所述后盖15上设有本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多传感器融合的三维测温装置，包括数据采集器（1）和黑体（2）；其特征是：所述的数据采集器（1）设置在测试区域一侧，黑体（2）设置在测试区域另一侧；所述的数据采集器（1）包括壳体（10），壳体（10）内固定设有可见光镜头模组（13）、红外热像仪（12）和三维激光雷达（11），可见光镜头模组（13）、红外热像仪（12）、三维激光雷达（11）的视轴方向一致；所述的壳体（10）其一侧面为工作面，在工作面上设有可见光镜头模组的工作窗口A（103）、红外热像仪窗口的工作窗口B（102）和三维激光雷达的工作窗口C（101）；所述的黑体（2）为程控式黑体，其包括控制盒（21）、黑体面（22）和散热鳍片（23），所述黑体面（22）与壳体（10）工作面间隔相对。2.根据权利要求1所述的一种多传感器融合的三维测温装置，其特征是：所述的壳体（10）连接有万向节连接件（6），万向节连接件（6）用于与外部连接并调整光轴指向；所述壳体（10）内还设有编解码与接口电路板（14），编解码与接口电路板（14）通过线缆连接可见光镜头模组（13）；所述编解码与接口电路板（...

【专利技术属性】
技术研发人员：苏荣华，孙云厚，李玉鹏，张涛，梅勇，刘欣伟，余松林，吴晴晴，
申请(专利权)人：中国人民解放军军事科学院国防工程研究院，
类型：发明
国别省市：