[发明专利]红外热像仪与可见光相机的双目标定装置及其使用方法

权利要求书

1.一种红外热像仪与可见光相机的双目标定装置，其特征在于，包括：标定板(1)和N个发热体(4)，在所述标定板(1)上形成有按矩形阵列排布的N个第一通孔(6)，在所述标定板(1)的前表面上设置有一网格，所述网格内直线的交点为所述第一通孔(6)，每个第一通孔(6)内有一个所述发热体(4)。

2.根据权利要求1所述的双目标定装置，其特征在于，所述第一通孔(6)的直径为0.5～5mm；

所述网格绘制在所述标定板(1)的前表面上。

3.根据权利要求2所述的双目标定装置，其特征在于，所述网格内格子填充有黑色和白色，且黑色的格子和白色的格子间隔设置。

4.根据权利要求3所述的双目标定装置，其特征在于，所述标定板(1)的材质为非金属；

所述发热体(4)的前端面与所述标定板(1)的前表面之间的距离为0～1mm。

5.根据权利要求4所述的双目标定装置，其特征在于，还包括：设置在所述标定板(1)后方的隔热板(2)，其中，所述隔热板(2)与所述标定板(1)平行，所述隔热板(2)在与每个所述第一通孔(6)相对的位置形成有一第二通孔(3)，每个第一通孔(6)以及该第一通孔(6)相对的第二通孔(3)形成一通道，所述发热体(4)从每个所述通道的后端插入，以使每个第一通孔(6)内有一个发热体(4)；

所述发热体(4)为圆柱体形且与所述通道的内壁相适。

6.根据权利要求5所述的双目标定装置，其特征在于，所述第二通孔(3)的直径与第一通孔(6)的直径相同。

7.根据权利要求6所述的双目标定装置，其特征在于，还包括：控制器，所述控制器通过一导线(5)与N个所述发热体(4)电连接，用于控制所述发热体(4)发热；

N个发热体(4)安装在一架体上，所述架体位于所述隔热板(2)的后方。

8.如权利要求1～7中任意一项所述双目标定装置的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)准备2个相机：可见光相机与红外热像仪，将两个相机固定在一起，相对位姿保持不变，首先发热体(4)加热，与标定板(1)形成温差，然后由可见光相机与红外热像仪同时拍摄双目标定装置的标定板(1)的前表面，在拍摄过程中不断变换可见光相机与红外热像仪的拍摄距离和拍摄角度，拍摄距离要让标定板(1)同时在两个相机中都完全可见；

可见光相机拍摄到的可见光图像是网格，红外热像仪拍摄到的红外图像是黑色的标定板(1)上有由N个白色的亮点组成的阵列，红外图像中的N个白色的亮点的空间位置与可见光图像中网格的格子交点相一致；

2)通过手工标注或Harris角点检测算法从每一幅可见光图像中提取出网格中交点的所有点坐标，通过手工标注或焦点中心检测算法从红外图像中提取出所有发热体(4)的点坐标；

3)通过霍夫线变换分别检测每幅红外图像和可见光图像中所有点坐标可连成的直线，根据霍夫线变换累加器的值，清零霍夫线变换累加器中与网格横向点数不同的值，排除后的霍夫线变换累加器中若存在相邻多个值都相同，只取其中一个其余也清零，对霍夫线变换累加器中剩余非零值点霍夫逆变换成直线，对所述直线按照纵坐标截距从大到小排序，并依次以一定线宽扫描直线所覆盖的点，线宽可与霍夫线变换像素扫描步长相同，对每条直线扫描到的所有点都按照横坐标的大小顺序依次加入到该图像的点坐标矩阵；

4)结合点坐标矩阵并利用张正友标定算法，分别求取可见光相机和红外热像仪的内参数和外参数，从而两相机分别实现单目标定。

9.根据权利要求8所述的使用方法，其特征在于，在所述步骤1)中，使标定板(1)占据每个相机所拍摄照片的30％以上面积；

在所述步骤1)中，标定板(1)的拍摄角度包括：正视、仰斜视、俯斜视、左斜视和右斜视，拍摄倾斜角度为30～60度，每次变换拍摄角度后均保持静止并用可见光相机和红外热像仪同时拍摄10～20张照片。

10.根据权利要求8所述的使用方法，其特征在于，在所述步骤4)中，内参数包括每个相机的镜头焦距、主点坐标与径向畸变，外参数为每一幅红外图像/可见光图像中的相机与标定板(1)的相对旋转平移矩阵。