[发明专利]一种手持红外热像仪及其对小目标快速锁定测距的方法

权利要求书

1.一种手持红外热像仪，其特征在于：包括用于获取目标场景（001）可见光图像信息的可见光摄像机（101）、用于获取目标场景（001）红外图像信息的红外成像传感器（102）、用于获取目标距离信息的激光测距仪（103）、用于给出当前设备的经纬度坐标信息的GPS模块（104）、用于提供短程控制接口和数字传输，支持手机等终端控制的蓝牙模块（105）、用于给出当前设备的姿态信息的磁罗盘模块（107）、用于无线传输视频、数字信号以及感兴趣的特征量，进行多设备互连的无线传输模块（108）以及用于图像和数据信息显示的LED显示屏（110），还包括Linux系统嵌入式信号控制板（109），用于对整个设备里的模块控制，完成双路视频采集、激光测距仪（103）发射控制，以及对蓝牙模块（105）、磁罗盘模块（107）、MEMS微陀螺（106）、GPS模块（104）、无线传输模块（108）的功能控制，以及数据传输和共享，还包括MEMS微陀螺（106），用于测量热像仪的角位移和角速度，通过SPI将信号传递给单片机，单片机通过串口定时发送给Linux系统嵌入式信号控制板（109）。

2.根据权利要求1所述的一种手持红外热像仪，其特征在于，所述的Linux系统嵌入式信号控制板（109）包括AD转换模块（109.1）、VPIF接口（109.2）、存储模块（109.3）、ARM芯片（109.4）、DSP（109.5）、视频转换模块（109.6）、USB接口模块（109.7）、UART接口（109.8）、I2C总线（109.9）、以太网接口（109.10）、FPGA芯片（109.11）以及串口（109.12），所述的AD转换模块（109.1）输入端与可见光摄像机（101）、红外成像传感器（102）和I2C总线（109.9）连接，AD转换模块（109.1）输出端与VPIF接口（109.2）连接，所述的VPIF接口（109.2）的输出端与存储模块（109.3）连接，所述的存储模块（109.3）的输入端与ARM芯片（109.4）和DSP（109.5）连接，存储模块（109.3）的输出端与视频转换模块（109.6）连接，所述的ARM芯片（109.4）还分别与USB接口模块（109.7）、蓝牙模块（105）、无线传输模块（108）、UART接口（109.8）、I2C总线（109.9）、以太网接口（109.10）以及FPGA芯片（109.11）连接，所述的DSP（109.5）与存储模块（109.3）连接，所述的视频转换模块（109.6）的输入端与I2C总线（109.9）连接，视频转换模块（109.6）的输出端与LED显示屏（110）连接，所述的USB接口模块（109.7）与ARM芯片（109.4）连接，所述的UART接口（109.8）分别与ARM芯片（109.4）和FPGA（109.11）芯片连接，所述的I2C总线（109.9）的输出端与AD转换模块（109.1）和视频转换模块（109.6），所述的FPGA芯片（109.11）与激光测距仪（103），GPS模块（104）、MEMS微陀螺（106）、磁罗盘模块（107）连接，FPGA芯片（109.11）与串口（109.12）连接。

3.一种基于权利要求1所述手持红外热像仪对小目标快速锁定测距的方法，其特征在于，包括如下步骤：

一）实时采集双路视频，并转化为数字视频，获取场景信息

通过ARM端主控程序对VPIF模块进行控制管理，用于模拟视频的采集，通过AD转换将模拟视频转成数字视频，利用DSP（109.5）端完成算法处理和视频的H.264格式的压缩编码得到视频流文件，同时得到红外和可见光的原始视频数据，用于下一步目标的获取和电子稳像；

二）对感兴趣目标的定位，获取目标的信息

通过图像信息直接判读当前手持设备移动速度，或者利用MEMS微陀螺（106）数据来判断当前的加速度值，通过这些数据判读当前在快速粗略定位还是在精确定位中；

三）小目标的快速锁定

通过图像给出小目标的具体位置以及图像像素的位置，通过像素的位置指示，移动在图像中心，通过按键触发锁定图像，并将小目标的信息存储，同时在目标锁定阶段，完成对激光充电过程的触发，即对激光测距仪进行充电过程，进行激光待发准备；

四）目标的快速测距，得到测量结果

根据目标的位置信息，通过DSP（109.5）进行数字图像处理得到目标离光轴中心的位置，给出目标的偏移量，并通过计算激光的发散角，得到可获取目标距离的角度范围，当目标在可击中的范围时，快速发射激光，计算目标距离，关闭激光电源，达到减小功耗目的。