[发明专利]一种旋转曲面红外测温修正的方法

说明书

本发明公开了一种旋转曲面红外测温修正的方法。获得待测旋转曲面表面的发射率，将热像仪朝向待测旋转曲面表面进行测温获得红外测温图像，并让热像仪在当前朝向下正对待测旋转曲面的最凸出位置进行测温，记录最凸出位置测温结果；确定红外测温图像中的旋转半径和待修正区域，然后针对待修正区域中的每一处根据待测曲面最凸出位置的最高温度和旋转半径计算获得补偿温度，用补偿温度对红外测温图像进行修正。本发明实现对红外热像仪测量旋转曲面表面温度误差的修正，有效提高了红外测温精度。

技术领域

本发明涉及曲面红外测温数据修正领域，尤其涉及了一种旋转曲面红外测温修正的方法，主要针对母线为圆或直线的旋转曲面进行红外测温修正。

背景技术

红外热像仪可测得物体表面辐射能量的强弱，根据黑体辐射三大定律，辐射能量分布的强弱反映温度分布大小，故热像仪所拍摄的红外热图可用于分析被测物体表面的温度分布情况。由于热像仪结构和测温原理限制，热像仪辐射能采集的镜头与被测物体表面的距离、角度都会影响热像仪测温结果。尤其对曲面测温，热像仪的测量结果存在较大误差。旋转曲面是生活应用中最常见的曲面，尤其母线为圆或直线的旋转曲面最为常见，使用热像仪对该种曲面测温，需要进行有效的误差修正。

发明内容

为了解决背景技术中存在的问题，本发明提供了一种旋转曲面红外测温修正的方法，解决母线为半圆或直线的旋转曲面在红外测温中存在明显误差的问题。

本发明采用的技术方案是：

1)用查表或实验测量方法获得待测旋转曲面表面的发射率ε；

2)将热像仪朝向待测旋转曲面表面进行测温获得红外测温图像，并让热像仪在当前朝向下正对待测旋转曲面的最凸出位置进行测温，记录最凸出位置测温结果为T₀；

3)确定红外测温图像中的待修正区域和旋转半径r，然后针对待修正区域中的每一处根据点测温结果T₀、旋转半径r和发射率ε计算获得补偿温度t，用补偿温度t对红外测温图像进行修正。

本发明适用于的所述的旋转曲面的母线为半圆或者直线。半圆会构成球面。直线包括与旋转轴平行的直线以及与旋转轴不平行的直线，与旋转轴平行的直线会构成圆柱面，与旋转轴不平行的直线会构成锥面。

所述的旋转半径r采用以下方式确定：由热像仪与旋转曲面之间的测量距离根据热像仪参数计算求得红外测温图像中相邻像素间的间距d，采用公式计算得到旋转半径r＝d×n，n表示热像图上待测曲面轮廓上的像素点到旋转轴或者旋转中心的像素个数。

所述的待修正区域为图像中像素点到基准点或者基准线之间距离满足c×r≤x≤r的图像区域，c表示待修正系数，c取0～1。c的选取与要求修正的温度准确度有关，设要求测温准确度的绝对值为Q，根据实际需求选择，选择为c＝0.2×(Q+1)。例如在要求测温准确度≥2℃可选择c＝0.8，此值可满足测温准确度在±2℃所有热像仪。

若旋转曲面的母线为半圆，最凸出位置为图像中旋转轴所在直线和半圆中点所在旋转曲线的交点(即图像中的圆心)，旋转半径r为母线半圆的半径；以圆心为基准点，待修正区域为像素点到圆心之间距离满足c×r≤x≤r的图像区域，c表示待修正系数，c取0～1。

若旋转曲面的母线为直线，最凸出位置为图像中旋转轴所在直线和直线任一一点所在旋转曲线的交点(即图像中旋转轴位于旋转曲面中的线段上的任一一点)，旋转半径r为母线上的点到旋转轴之间的垂直距离；以旋转轴为基准线，待修正区域为像素点到旋转轴之间的垂直距离满足cr≤x≤r的图像区域，c表示待修正系数，c取0～1。

所在旋转曲线指的是点绕旋转轴形成的圆。

所述步骤3)针对待修正区域中的每一处计算获得补偿温度t具体是：根据待测表面发射率ε和旋转半径r计算获得两个系数a和b，再用两个系数a和b根据温度补偿公式计算获得补偿温度t。