[发明专利]温度记录法测量的方法和装置

说明书

技术领域

本发明的各种实施例涉及温度记录法测量（thermographic measurement）。温度记录法测量应用范围广泛。温度记录法应用的一些实例包括医学成像、热学、夜视、过程控制、监视、化学成像及测量建筑物的能量效率，等等。

背景技术

通常，温度记录法测量是使用所谓热成像照相机完成的，热成像照相机能够探测电磁波谱的红外区域内的辐射，并且产生该辐射的图像。这种图像习惯上被称为温谱图。当物体发射的辐射量随着温度增加时，热感照相机（thermal cameral）能够看见物体的温度变化，并且因此能够在有或无可见照明的情况下探测周围环境。这使得热成像照相机在例如军事或监视应用中非常有吸引力。然而，当涉及远距离测量物体的确切温度时，热感照相机具有有限的精确性，其可能造成对热感照相机能够成功使用的情形的限制。因此，期望找到一种更精确地在远距离处更精确地测量物体温度的方式。

发明内容

包括照相机和计算机程序产品的方法和装置被提供用于确定远距离物体在数个温度测量点处的温度。提供热图像传感器。热图像传感器能够测量来自远距离物体的、在远距离物体上的数个热测量点处的热辐射。提供距离确定设备。距离确定设备包括图像传感器，图像传感器能够计算至远距离物体的、在远距离物体上的数个距离测量点处的距离。通过热图像传感器捕获热图像。热图像指示来自远距离物体上的每一个热测量点的热辐射量。图像传感器捕获来自远距离物体的反射光。使用通过图像传感器捕获的反射光计算出数个距离。每个距离指示从图像传感器至远距离物体上的一个明确的距离测量点的距离。结合来自热图像的数据和计算出的距离以确定远距离物体上的数个温度测量点处的温度。

各种的实施例可以包括一个或多个下列特征。热图像和反射光能够被基本同时捕获。远距离物体可以是移动物体，并且捕获、计算和结合步骤可以连续重复，以记录远距离物体上的每一个温度测量点随时间的温度变化。热图像传感器和图像传感器可以设置在共同的外壳内，外壳内还包括共同的光学系统，电磁辐射可操作地经过光学系统，以便在它的从远距离物体分别至热图像传感器和图像传感器的路径上通过。共同的外壳可以是手持式单元、固定式照相机外壳或摇摄变焦（pan-tilt-zoom）照相机外壳。

光学系统可以包括分束器，并且来自远距离物体的电磁辐射可以被分束器分成通向热图像传感器的第一光路和通向图像传感器的第二光路。光学系统可以包括一个或多个光学带通滤光片，其能够使不同波长的电磁辐射分别通向热图像传感器和图像传感器。热图像传感器可以具有与图像传感器相同的有效分辨率，由此在通过热图像传感器捕获的图像中的像素和通过图像传感器捕获的图像中的像素之间产生一一对应。可以通过将热图像传感器内的像素数学映射至图像传感器内的像素而确保相同的有效分辨率。

可以在从远距离物体捕获电磁辐射前校准热图像传感器和图像传感器。可以接收使用者输入，其指定用于远距离物体的表面材料，当处理热图像和距离时可以考虑用于被指定的表面材料的发射率以便确定校正温度。可以对通过图像传感器捕获的图像执行图像分析以确定远距离物体的类型，并且基于所确定的远距离物体的类型，可以为远距离物体自动选择适当的表面材料；当处理热图像和距离时可以考虑用于被指定的表面材料的发射率以便确定校正温度。

距离确定设备可以利用调制光照亮远距离物体，并且在图像传感器中测量对于从远距离物体的离散位置处反射的光的传播时间（traveltime）。距离确定设备可以是渡越时间（time of flight）图像传感器。距离确定设备可以透过被布置成将散斑图投射到远距离物体上的散射片（diffuser）、利用相干光照亮远距离物体，并且测量在远距离物体上的散斑图的变化以便计算至远距离物体上的多个距离测量点的距离。

本发明的各种实施例能够实现一个或多个下列优点。较之传统技术，可以更精确地测量远距离物体的温度。

下面在附图和说明书中阐述本发明的一个或多个实施例的细节。根据说明书和附图以及根据权利要求书，本发明的其它特征和优点将很显然。

附图说明

图1示出根据一个实施例的照相机的示意图。

图2示出根据一个实施例的测量三个分开的远距离物体的温度的照相机的示意图。

图3A示出远距离物体的图像及它的温度分布的示意图，正如通过传统热感照相机所捕获的。

图3B示出与图3A中相同的远距离物体的图像及它的温度分布的示意图，正如通过根据一个实施例的照相机所捕获的。