[发明专利]一种红外测温成像装置及检测方法

说明书

本发明公开了一种红外测温成像装置及检测方法，该装置包括红外测温成像模块、三维成像模块、数据处理模块以及校正处理模块。红外测温成像模块用于获得被测对象的二维温度图像数据，三维成像模块用于获得被测对象表面位置数据，数据处理模块用于根据被测对象表面位置数据、被测对象的二维温度图像数据以及其他参数获得被测对象表面的三维温度数据；校正处理模块用于根据被测对象与红外测温成像模块的位置关系对被测对象表面的三维温度数据进行校正获得校正后温度数据。该装置可以获得被测对象表面的三维温度分布，通过对被测对象表面的温度进行校正，可以获得更精确的被测对象表面的温度。

技术领域

本发明涉及红外成像测温技术领域，更具体的，涉及一种红外测温成像装置及其检测方法。

技术背景

红外热像仪是一种利用红外图像探测器将不可见的红外辐射信号转换成可见图像的被动成像测温仪器，能直接测量物体表面的温度及温度分布，并将物体的温度分布转换为可视的图像，在监视器上以灰度或伪彩色显示出来，从而直观得到被测目标的温度分布场。

目前大量使用的红外热像仪主要是由红外成像镜头、红外焦平面阵列(FPA)、信号处理电路，显示与控制等几部分构成，可以获取目标的温度分布图像，并考虑了目标物体的发射率对测温精度的影响，因此当目标物体正对着热像仪时，可以很好地测量物体表面的温度。

实际上，由于热像仪红外焦平面阵列接收到的红外热辐射功率的大小不仅与目标物体的温度和发射率有关，而且与其到目标的距离及相对方位有关，而现有的热像仪无法测量与目标物体表面的相对方位关系，因此当目标物体表面与红外焦平面阵列不平行(即目标物体不正对着热像仪)时，所测得的温度与目标表面实际温度有较大差异，无法精确地反映温度在物体表面的空间分布。

发明内容

针对上述问题，本发明提供了一种红外测温成像装置及检测方法，旨在解决现有技术中由于没有考虑目标物体方位对成像元件接收到热辐射功率的影响而导致所获得被测物体表面温度准确度低的技术问题。

为实现上述目的，本发明提供的一种红外测温成像装置，包括：

红外测温成像模块，用于对检测到的被测对象发射的红外光进行平面成像处理获得被测对象的二维温度图像数据；

三维成像模块，用于对检测到的被测对象反射的可见光进行三维成像处理获得被测对象表面位置数据；

数据处理模块，其第一输入端与三维成像模块的第一输出端连接，其第二输入端与红外测温成像模块的输出端连接，用于根据被测对象表面位置数据、被测对象的二维温度图像数据、红外测温成像模块和三维成像模块之间的位置关系数据以及红外测温成像模块的参数进行匹配处理获得被测对象表面的三维温度数据；

校正处理模块，其第一输入端与数据处理模块的输出端连接，其第二输入端与三维成像模块的第二输出端连接，用于根据被测对象表面的三维温度数据、被测对象的二维温度图像数据、被测对象表面位置数据、红外测温成像模块的参数、三维成像模块的参数以及红外测温成像模块和三维成像模块之间位置关系数据获得被测对象表面的校正温度数据。

进一步地，校正处理模块根据公式获得被测对象表面上坐标为(x,y,z)处的校正温度数据；

其中，T_x,y,z为被测对象表面上坐标为(x,y,z)处的温度数据，C_x,y,z为被测对象表面上坐标为(x,y,z)处的温度校正系数，C_x,y,z＝cos(θ_x,y,z)，θ_x,y,z为被测对象表面上坐标为(x,y,z)处的法向量和被测对象表面上坐标为(x,y,z)的点到红外测温成像模块的矢量之间的夹角。

进一步地，三维成像模块(3)包括：