[实用新型]智能型红外热像仪的装置和系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种红外热像仪的装置和系统。具体涉及一种使用FPGA同时采集红外热图像和可见光图像，并在安装智能Android操作系统的DM3730嵌入式平台中实现可见光和热红外视频融合显示和多点触控人机交互功能。 

技术背景

目前，大多数红外热像仪都只有红外热图像显示，并没有结合可见光图像；然而具有可见光融合的红外热像仪往往能够更好地帮助定位潜在问题的位置。虽然已经有一部分红外热像仪具有可见光与红外热图像的融合显示功能，但是他们的热红外融合图像都只显示在中间一个局部区域或整幅图像进行融合，不能任意指定区域进行热红外融合显示，并且实现缩放功能，缺乏灵活度。 

FPGA(Field Programmable Gate Array)具有体系结构和逻辑单元灵活、集成度高以及适用范围宽等特点。而同时具备采集两路数字视频的嵌入式设备少之又少，通常嵌入式处理器包括DSP等都只有一个标准的camera Interface数字视频接口。这是因为数字视频接口往往需要较多的引脚数目，占据了大量嵌入式处理器的引脚空间。然而由于FPGA的I/O接口多而且可灵活性配置，同时具备一定的图像处理能力，能够预先处理好输入嵌入式处理器的可见光图像和红外热图像，将大大减轻嵌入式处理器对视频图像的处理负担。 

美国德州仪器公司的DM3730数字多媒体处理器，它包含1个主频高达到1GHz的ARM Cortex-A8处理器，1个主频可达800MHz的TMS320C64x+DSP Core。强大的硬件结构能够处理复杂的更高级的用户应用，如多点触控、绚丽的界面显示等。加上美国德州仪器公司专用的DSP处理器，解决了运算密集型的特定算法，如可见光图像和热红外图像的配准算法及其融合算法的计算问题。DM3730是一颗专门为移动便携式设备设计的嵌入式处理器，提供高水平的性能外同时带来更低的功耗。这种处理器非常适合便携式的红外热像仪。 

一般的红外热像仪用户输入都只采用按键，极少采用触摸屏输入触控界面。而且即使有，其设计也只是使用电阻式触控面板，只能支持单点输入、清晰度低、操作不灵活。 现在便携式设备几经愈来愈多地转用电容式触控面板，因电容式触控面板更耐用、视觉清晰度更高。此外，电容式触控面板能实现多触式应用系统，这将大幅改变人们对触控面板界面的理解。电容式触控面板势将成为主流触控技术，同时为市场带来无数创意极高的触控界面设计。 

2010年末数据显示，仅正式推出两年的操作系统的Android已经超越称霸十年的诺基亚Symbian系统，跃居全球最受欢迎的智能手机平台。Android是以Linux为核心的嵌入式操作平台，它允许开发者使用多种编程语言来开发Android应用程序，同时由于它是开放式操作系统，Android的应用得到了前所未有的快速发展。它能够实现层出不穷、更具用户体验的嵌入式应用。Android能够轻易支持多点触摸电容屏，实现多点触控，提高操控便捷性，进一步贴近用户体验。能够集成全球卫星定位系统(GPS)、Wi-Fi无线网络、3G无线网络等系统应用。现在的红外热像仪基本都使用简单的UI界面，操作繁琐、复杂、不够人性化；而且功能单一，不具备无线网络功能、定位功能等，将Android系统应用于红外热像仪将有广泛的应用前景，让红外热像仪成为真正的智能型检测设备。 

实用新型内容

本实用新型提供了一种采用美国德州仪器公司的双核处理器DM3730和Altera公司的CycloneII系列FPGA芯片EP2C35F672C6构建的智能型红外热像仪的装置和系统。该装置实现了在Android操作系统上通过多点触控用户界面，实现红外热像仪多种功能，如融合显示可见光图像和热红外图像，人脸检测功能等。 

本实用新型提出的智能型红外热像仪的装置和系统包括嵌入式处理器(9)；与嵌入式处理器(9)的视频输入接口连接的FPGA芯片(4)；与FPGA芯片(4)通用I/O接口连接的CMOS传感器(2)和红外热成像机芯(1)；与嵌入式处理器(9)的I²C接口连接的多触点电容触摸屏控制芯片(12)；与多触点电容触摸屏控制芯片(12)连接的投射电容式触摸屏(10)；与FPGA芯片(4)连接的同步动态随机存储器模组(3、6、5、7)；与嵌入式处理器(9)连接的低电压双倍速率同步动态随机存储器(11)、液晶显示屏(15)、NAND型快闪存贮器(8)、USB-OTG接口(13)、SD CARD接口(14)和电源管理模块(16)。