[发明专利]一种基于卡尔曼滤波器的红外温漂修正方法与装置

说明书

本发明公开了一种基于卡尔曼滤波器红外温漂修正方法，通过采集到的目标热辐射信号转换成对应的数字化实时响应值；根据两次快门间增量和镜筒温度的增量计算补偿后的响应值；根据快门温度、补偿后的响应值和定标曲线进行温度计算，获得定标点温度值；根据卡尔曼滤波器算法对定标点温度值进行温漂修正，得到最优温漂修正值。本发明引入卡尔曼滤波器算法，对迭代温度补偿后的预测噪声和补偿噪声进行进一步修正，解决了现有技术中由于探测器刚上电，焦平面变化率不均匀而引起的测量精度降低的问题，并且本发明的卡尔曼滤波器算法对温度补偿系数能根据上一次补偿系数进行实时更新，对消除温度抖动和抑制温漂补偿程度回归真实温度有积极的作用。

技术领域

本发明涉及红外测温技术领域，特别涉及一种基于卡尔曼滤波器的红外温漂修正的方法与装置。

背景技术

红外测温技术因其测温范围宽、不改变被测物体温度场和远距离非接触测温等优点，在民用领域广泛使用。温漂是影响红外测温精度的一个关键因素，其主要由于焦平面温度的漂移而导致响应率的变化，从而影响最终测温结果。温漂修正机制至关重要，特别是不带半导体制冷器的红外探测器。目前的温漂修正机制常用的是迭代补偿法，迭代补偿法是根据前两次打快门间的单位焦温直流量的变化来预估当前焦温变化带来的直流漂移量，来消除温漂的影响。该方法假设在两次打快门间焦平面温度变化与探测器直流变化量近似呈线性关系，且利用上两次快门之间计算出来的变化率来实时预测当前焦平面温度相对上一次快门时的焦平面温度变化量造成的直流量漂移量。打一次快门更新一次变化率，不断迭代，直到焦平面温度变化不满足预设要求，停止变化率的更新。

迭代补偿法假设两次快门间焦平面温度差与探测器直流增量呈线性关系，且认为当前变化关系与上两次快门间的变化关系一致。在探测器刚上电时，整机散热不佳，焦平面温度会急剧增长随后逐渐平缓，在定时和定温触发快门机制下都不能很好的估算出补偿系数(变化率)来预估实时的直流变化量，且在开机到稳定的整个过程中，补偿系数不断更新，致使补偿量大范围波动导致最终测量温度急剧抖动，使测温精度降低。另外。在刚开机时需要预置补偿参数，参数的选取需要根据整机的温升曲线和探测器响应率来设置，需要实验来反复验证调节，影响测温效率。

发明内容

鉴于上述问题，提出了本发明以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的一种基于卡尔曼滤波器进行温漂修正的方法和装置。

第一方面，本发明实施例提供了一种基于卡尔曼滤波器进行温漂修正的方法，包括

S100.将采集到的目标热辐射信号转换成相应的电信号，将电信号经过电压放大、AD转换得到对应的数字化实时响应值；

S200.根据两次快门间增量和镜筒温度的增量计算补偿后的响应值；

S300.根据快门温度、补偿后的响应值和定标曲线进行温度计算，获得定标点温度值；

S400.根据卡尔曼滤波器算法对定标点温度值进行温漂修正，得到最优温漂修正值。

进一步地，S100具体包括：

选取红外图像中心点为定标点，从红外图像中心点处获取目标辐射的直流数字化后的分量x16值，记为g1；从缓存数据里获取上一次打快门时中心点处数字化后的分量x16值，记为g0，根据g1和g0得到数字化实时响应值s。

进一步地，S200具体包括：

S201.获取第n次和n-1次快门本底的x16均值g0(n)和g0(n-1)，获取第n次和第n-1次打快门时的镜筒温度Tl(n)和Tl(n-1)，根据g0(n)、g0(n-1)、Tl(n)和Tl(n-1)得到温漂补偿系数kj；

S202.根据实时镜筒温度Tl、第n次打快门时的镜筒温度Tl(n)和温漂补偿系数kj，得到温漂补偿量Δs；

S203.根据实时响应值s和温漂补偿量△s得出补偿后的响应值Sc。