非接触式热目标尺寸测量系统及方法技术方案

本发明专利技术涉及非接触式热目标尺寸测量系统及方法，系统包括光学同轴设置的热像仪和激光测距仪，该激光测距仪和热像仪的输出信号分别连入智能处理模块，该智能处理模块包括顺次连接的A/D模块、第一缓存器、微处理器、第二缓存器和D/A模块，微处理器连接有用于与激光测距仪通讯的接口；本发明专利技术融合红外传感器热信号、激光/超声波/雷达测距距离，运用图像处理技术和三角变换原理，以非接触和被动方式自动捕获和计算目标尺寸，实现对空中飞行物、海中舰船、地上行驶车辆等几乎所有有形热目标切面尺寸和面积的快速测量，可应用于森林防火、地热勘测等需要对某热区域进行非接触式尺寸/面积评估的领域，从而实现不通过接触目标、警醒目标进行尺寸测量。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于光电一体化
，涉及一种非接触式热目标尺寸测量系统及方法。
技术介绍
当前在非接触式测量方面应用较广的是基于测距和测角的尺寸测量技术，即通过对目标两端分别进行距离测量，并同时测量两次测距的夹角，运用余弦定理可获取目标两端点间长度；此种方法实现简单，在对固定和有形目标进行测量时具有较高精度，但在对运动目标和无具体形态目标(如火源、烟囱喷出气体等)测量时由于瞄准问题不易测到目标，固此种方式仅限于固定实体目标，多在城建、地理等勘测方面应用。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种，以解决现有测量方式不能测量运动目标和无具体形态目标等热目标的问题。为实现上述目的，本专利技术的非接触式热目标尺寸测量系统技术方案如下该系统包括光学同轴设置的热像仪和激光测距仪，该激光测距仪和热像仪的输出信号分别连入智能处理模块，该智能处理模块包括顺次连接的A/D模块、第一缓存器、微处理器、第二缓存器和D/A模块，所述微处理器还连接有用于与激光测距仪通讯的接口。进一步的，所述微处理器还分别连接有FLASH数据存储器和SDRAM程序存储器。进一步的，所述智能处理模块设于所述热像仪中。进一步的，所述智能处理模块设于一计算机内。本专利技术的非接触式热目标尺寸测量方法的步骤如下( I)搭建测量系统，将热像仪与激光测距仪光学同轴设置，并将热像仪和激光测距仪的分别与智能处理模块的对应端口相连；(2)利用热像仪获得热目标图像并传入智能处理模块中；(5)智能处理模块控制激光测距仪获取测距信息；(6)智能处理模块对热目标图像进行图像处理，获取目标在热目标图像中的像素面积；(5)根据得到的像素面积和测距信息，计算得到目标的实际切面面积。进一步的，所述步骤(4)中对如目标图像进行图像处理是先对图像进行目标粗分来初步提取热目标，再进行目标细分来剔除介于目标和背景灰度的中间灰度区域，再对仅存的目标图像进行目标提取、统计，获取目标在热目标图像中的像素面积。进一步的，所述目标粗分的过程为首先对输入图像进行直方图统计，进而遍历直方图整个灰度区域每次均将图像分割为两部分，分别计算其方差，并将两部分方差相减取绝对值；遍历完毕后在得到所有绝对值中取最大值，其对应的灰度级即为用于分割图像的灰度级；最后对图像进行遍历，将小于此灰度级的像素置0，大于等于此灰度级的保持不变。进一步的，所述目标细分的过程为首先对输入图像进行直方图统计，进而遍历直方图整个灰度区域每次均将图像分割为两部分，分别计算其信息熵，并将两部分信息熵相减取绝对值；遍历完毕后在得到所有绝对值中取最大值，其对应的灰度级为用于分割图像的灰度级；最后对图像进行二值化处理将小于此灰度级的像素置0，大于等于此灰度级的置I。进一步的，所述目标提取的过程为对目标细分得到的二值图进行遍历，将当前像素与像素值为I的相邻像素组成的集合进行比较，若与之相邻则并入该类，否则设为新类；在遍历完毕后会得到场景内所有目标的像素尺寸、像素面积、平均灰度特征。进一步的，所述步骤(5)中目标的实际切面面积S=NXSp，其中N为目标所占像素面积，成像面阵单个象元对应的实际面积；权利要求1.一种非接触式热目标尺寸测量系统，其特征在于，该系统包括光学同轴设置的热像仪和激光测距仪，该激光测距仪和热像仪的输出信号分别连入智能处理模块，该智能处理模块包括顺次连接的A/D模块、第一缓存器、微处理器、第二缓存器和D/A模块，所述微处理器还连接有用于与激光测距仪通讯的接口。2.根据权利要求I所述的非接触式热目标尺寸测量系统，其特征在于，所述微处理器还分别连接有FLASH数据存储器和SDRAM程序存储器。3.根据权利要求I所述的非接触式热目标尺寸测量系统，其特征在于，所述智能处理模块设于所述热像仪中。4.根据权利要求I所述的非接触式热目标尺寸测量系统，其特征在于，所述智能处理模块设于一计算机内。5.一种非接触式热目标尺寸测量方法，其特征在于，该方法的步骤如下 (1)搭建测量系统，将热像仪与激光测距仪光学同轴设置，并将热像仪和激光测距仪的分别与智能处理模块的对应端口相连； (2)利用热像仪获得热目标图像并传入智能处理模块中； (3)智能处理模块控制激光测距仪获取测距信息； (4)智能处理模块对热目标图像进行图像处理，获取目标在热目标图像中的像素面积； (5)根据得到的像素面积和测距信息，计算得到目标的实际切面面积。6.根据权利要求5所述的非接触式热目标尺寸测量方法，其特征在于，所述步骤(4)中对如目标图像进行图像处理是先对图像进行目标粗分来初步提取热目标，再进行目标细分来剔除介于目标和背景灰度的中间灰度区域，再对仅存的目标图像进行目标提取、统计，获取目标在热目标图像中的像素面积。7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述目标粗分的过程为首先对输入图像进行直方图统计，进而遍历直方图整个灰度区域每次均将图像分割为两部分，分别计算其方差，并将两部分方差相减取绝对值；遍历完毕后在得到所有绝对值中取最大值，其对应的灰度级即为用于分割图像的灰度级；最后对图像进行遍历，将小于此灰度级的像素置O，大于等于此灰度级的保持不变。8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述目标细分的过程为首先对输入图像进行直方图统计，进而遍历直方图整个灰度区域每次均将图像分割为两部分，分别计算其信息熵，并将两部分信息熵相减取绝对值；遍历完毕后在得到所有绝对值中取最大值，其对应的灰度级为用于分割图像的灰度级；最后对图像进行二值化处理将小于此灰度级的像素置O，大于等于此灰度级的置I。9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于所述目标提取的过程为对目标细分得到的二值图进行遍历，将当前像素与像素值为I的相邻像素组成的集合进行比较，若与之相邻则并入该类，否则设为新类；在遍历完毕后会得到场景内所有目标的像素尺寸、像素面积、平均灰度特征。10.根据权利要求5-9中任一项所述的方法，其特征在于，所述步骤(5)中目标的实际切面面积$ = # XSjf，其中N为目标所占像素面积，成像面阵单个象元对应的实际面积全文摘要本专利技术涉及，系统包括光学同轴设置的热像仪和激光测距仪，该激光测距仪和热像仪的输出信号分别连入智能处理模块，该智能处理模块包括顺次连接的A/D模块、第一缓存器、微处理器、第二缓存器和D/A模块，微处理器连接有用于与激光测距仪通讯的接口；本专利技术融合红外传感器热信号、激光/超声波/雷达测距距离，运用图像处理技术和三角变换原理，以非接触和被动方式自动捕获和计算目标尺寸，实现对空中飞行物、海中舰船、地上行驶车辆等几乎所有有形热目标切面尺寸和面积的快速测量，可应用于森林防火、地热勘测等需要对某热区域进行非接触式尺寸/面积评估的领域，从而实现不通过接触目标、警醒目标进行尺寸测量。文档编号G01B11/00GK102914261SQ20121037452公开日2013年2月6日 申请日期2012年9月29日 优先权日2012年9月29日专利技术者蒋晓阳, 王宗俐, 常佳, 于露 申请人:凯迈(洛阳)测控有限公司本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种非接触式热目标尺寸测量系统，其特征在于，该系统包括光学同轴设置的热像仪和激光测距仪，该激光测距仪和热像仪的输出信号分别连入智能处理模块，该智能处理模块包括顺次连接的A/D模块、第一缓存器、微处理器、第二缓存器和D/A模块，所述微处理器还连接有用于与激光测距仪通讯的接口。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋晓阳，王宗俐，常佳，于露，
申请(专利权)人：凯迈洛阳测控有限公司，
类型：发明
国别省市：