[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

说明书

技术领域

本发明属于红外热成像技术领域，具体涉及一种基于Linux系统的手持红外热像仪，以及其对小目标快速锁定测距的方法。

背景技术

随着电子技术和嵌入式技术的飞速发展，各种移动终端硬件平台性能的迅猛提升，技术的发展对手持便携式红外热像仪的产品也提出了新的需求，手持红外热像仪正朝着单机系统化，小型化，多功能化的方向发展。要求在红外成像的基础上，集成了CCD摄像机、激光测距、蓝牙、GPS、磁罗盘、无线通信等外设。

目前各个单一传感器都被广泛应用，必须将多外设、多数据统筹管理，这就急需一种操作系统来调配，将激光、红外、可见光集为一体，并充分利用各传感器的优势，融合各传感器的数据，实现迅速、有效的观察和监控，准确定位目标位置。该技术对前方监视、人员搜索、林火监控等领域尤其重要，将广泛的应用在军事侦察、民用检测等领域。

在手持红外热像仪应用中，如何将图像数据和激光测距功能充分的利用，并减小功耗，是急需解决的难题。

其中，激光测距首先是对激光发射器充电，再通过激光发射器发射调制光信号，到达测量目标后，经过漫反射返回到接收目镜中，接收器将光信号转换为电信号，然后计算目标的距离。从能量的角度来说，是首先充电，最后放电的过程。若能快速准确的测出小目标有利于减低功耗。而其小目标很难瞄准，经常因抖动偏离了激光光轴的中心，很难接收到漫反射的信号。这一方面造成了目标测距的困难，使手持设备的易用性大幅降低，同时也造成激光测距仪总是处于充电放电过程中，造成功耗升高。

因此，减小抖动带来图像晃动引起目标尤其小目标难以锁定，是必须要解决的关键技术。通过提供稳定的图像，能对目标进行快速准确定位，并可以减小激光测距过程的功耗。因而研究小目标的快速锁定测距技术具有很重要的意义。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种基于Linux系统的手持红外热像仪，增加手持红外的功能性，以丰富手持红外的外设和用途，提供更好的图像质量和目标探测能力。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种手持红外热像仪，包括用于获取目标场景可见光图像信息的可见光摄像机、用于获取目标场景红外图像信息的红外成像传感器、用于获取目标距离信息的激光测距仪、用于给出当前设备的经纬度坐标信息的GPS模块、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、用于给出当前设备的姿态信息的磁罗盘模块、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以及用于图像和数据信息显示的LED显示屏，还包括Linux系统嵌入式信号控制板，用于对整个设备里的模块控制，完成双路视频采集、激光测距仪发射控制，以及对蓝牙模块、磁罗盘模块、MEMS微陀螺、GPS模块、无线传输模块的功能控制，以及数据传输和共享，还包括MEMS微陀螺，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。

所述的一种手持红外热像仪，其Linux系统嵌入式信号控制板包括AD转换模块、VPIF接口、存储模块、ARM芯片、DSP、视频转换模块、USB接口模块、UART接口、I2C总线、以太网接口、FPGA芯片以及串口，所述的AD转换模块输入端与可见光摄像机、红外成像传感器和I2C总线连接，AD转换模块输出端与VPIF接口连接，所述的VPIF接口的输出端与存储模块连接，所述的存储模块的输入端与ARM芯片和DSP连接，存储模块的输出端与视频转换模块连接，所述的ARM芯片还分别与USB接口模块、蓝牙模块、无线传输模块、UART接口、I2C总线、以太网接口以及FPGA芯片连接，所述的DSP与存储模块连接，所述的视频转换模块的输入端与I2C总线连接，视频转换模块的输出端与LED显示屏连接，所述的USB接口模块与ARM芯片连接，所述的UART接口分别与ARM芯片和FPGA芯片连接，所述的I2C总线的输出端与AD转换模块和视频转换模块，所述的FPGA芯片与激光测距仪，GPS模块、MEMS微陀螺、磁罗盘模块连接，FPGA芯片与串口连接。

本发明的又一个目的是提供一种使用上述红外热像仪对小目标的快速锁定测距方法，该方法快速、能耗低，能进一步得到目标的三维信息。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：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，包括如下步骤：

一）双路视频实时采集，并转化为数字视频，获取场景信息