單通道可見光與紅外圖像采集融合監(jiān)測系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及雙光譜圖像監(jiān)測系統(tǒng)，尤其涉及一種單通道可見光與紅外圖像采集融合監(jiān)測系統(tǒng)。
[0002]
【背景技術(shù)】
[0003]在某些工業(yè)設(shè)備狀態(tài)監(jiān)控領(lǐng)域中，需要在觀察識別目標(biāo)物外觀的同時又能得到目標(biāo)物體的溫度分布信息，這種雙光譜圖像融合技術(shù)能夠直觀生動、快速準(zhǔn)確的識別發(fā)熱目標(biāo)物體的整體形態(tài)及溫度分布，可以顯著提升目標(biāo)識別及狀態(tài)監(jiān)測效率。目前國內(nèi)外對于可見光和紅外圖像雙光譜融合的系統(tǒng)都采用了兩套各自獨立的光學(xué)通道設(shè)計方案，雙光學(xué)通道物理上不同軸，視場上必然存在偏差，使用時必須針對不同距離的目標(biāo)進(jìn)行配準(zhǔn)適配。這種雙光學(xué)通道系統(tǒng)只有目標(biāo)物距離不變時時才能實現(xiàn)兩幅圖像的準(zhǔn)確配準(zhǔn)融合，而當(dāng)相機(jī)和目標(biāo)相對位置發(fā)生改變時，必須進(jìn)行重新配準(zhǔn)，現(xiàn)有的任何處理器都無法實現(xiàn)同視場運動目標(biāo)不同距離的雙光譜圖像的實時配準(zhǔn)融合。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于針對現(xiàn)有技術(shù)中傳統(tǒng)雙光路監(jiān)測系統(tǒng)存在的雙光實時配準(zhǔn)融合的缺陷，提供一種可實現(xiàn)雙光譜高準(zhǔn)確度的實時融合的單通道可見光與紅外圖像采集融合監(jiān)測系統(tǒng)。
[0005]本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:
提供一種單通道可見光與紅外圖像采集融合監(jiān)測系統(tǒng)，包括雙波段前端光學(xué)鏡頭、分光器、可見光圖像傳感器和紅外圖像傳感器；
所述雙波段前端光學(xué)鏡頭設(shè)置在單通道的前端，分光器設(shè)置在該雙波段前端光學(xué)鏡頭的后方，分光器將光分為兩束，其中一束光為透射的紅外光束，通過紅外圖像傳感器接收，另一束光為反射的可見光光束，通過可見光圖像傳感器接收；
該監(jiān)測系統(tǒng)還包括可見光圖像傳感器驅(qū)動與數(shù)據(jù)采集電路和可見光信號處理電路，所述可見光圖像傳感器接收的可見光經(jīng)采集、處理后，通過通訊傳輸電路發(fā)送出去；
該監(jiān)測系統(tǒng)還包括紅外圖像傳感器驅(qū)動與數(shù)據(jù)采集電路和紅外信號處理電路，所述紅外圖像傳感器接收的紅外光經(jīng)采集、處理后，通過通訊傳輸電路發(fā)送出去。
[0006]本發(fā)明所述的監(jiān)測系統(tǒng)中，所述可見光信號處理電路和所述紅外信號處理電路集成在一個電路板上。
[0007]本發(fā)明所述的監(jiān)測系統(tǒng)中，該監(jiān)測系統(tǒng)還包括反射器，設(shè)置在所述分光器與所述可見光圖像傳感器之間，改變所述分光器反射的可見光的光路，使可見光入射到所述可見光圖像傳感器的探測陣列上。
[0008]本發(fā)明所述的監(jiān)測系統(tǒng)中，所述可見光圖像傳感器前方還設(shè)有波段調(diào)整器。
[0009]本發(fā)明所述的監(jiān)測系統(tǒng)中，所述可見光圖像傳感器為可見光CMOS或(XD。
[0010]本發(fā)明所述的監(jiān)測系統(tǒng)中，所述紅外圖像傳感器為紅外UFPA探測器。
[0011]本發(fā)明產(chǎn)生的有益效果是:本發(fā)明采用單一光學(xué)通道設(shè)計，通過將雙波段前端光學(xué)鏡頭設(shè)置在單通道的前端，并通過分光器將光分為兩束，其中透射的紅外光束通過紅外圖像傳感器接收，反射的可見光光束通過可見光圖像傳感器接收；再分別采集和處理紅外光和可見光，最后實現(xiàn)雙光融合輸出。本發(fā)明保證了可見光、紅外光物理上的絕對同軸，無論目標(biāo)遠(yuǎn)或近、靜或動都能實現(xiàn)雙光譜高準(zhǔn)確度的實時融合。
[0012]
【附圖說明】
[0013]下面將結(jié)合附圖及實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明，附圖中:
圖1是本發(fā)明實施例單通道可見光與紅外光雙波段圖像融合系統(tǒng)組成示意圖；
圖2是本發(fā)明實施例單通道可見光與紅外光雙波段圖像融合系統(tǒng)電路原理框圖；
圖3是本發(fā)明實施例單通道可見光與紅外光雙波段圖像融合系統(tǒng)底層嵌入式軟件結(jié)構(gòu)框圖；
圖4是本發(fā)明實施例單通道可見光與紅外光雙波段圖像融合系統(tǒng)中全雙波段前端光學(xué)鏡頭的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖5是本發(fā)明實施例單通道可見光與紅外光雙波段圖像融合中的波段調(diào)整器的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014]
【具體實施方式】
[0015]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0016]本發(fā)明實施例的單通道圖像融合系統(tǒng)是以單通道同時對目標(biāo)進(jìn)行雙波段光學(xué)成像，并通過對可見光和長波紅外圖像的像素級融合實現(xiàn)對目標(biāo)的視覺信息和溫度信息的實時分辨。因此，該系統(tǒng)光學(xué)成像部分的作用是通過單一光學(xué)成像孔徑，也即光學(xué)單通道，同時接收目標(biāo)反射或發(fā)射的可見光波段和紅外波段的光波能量，將其通過光學(xué)變換分別清晰地成像在系統(tǒng)的光傳感器上，如可見光CMOS或CXD和紅外UFPA探測器上。
[0017]如圖1所示，本發(fā)明實施例的單通道可見光與紅外圖像采集融合監(jiān)測系統(tǒng)，包括雙波段前端光學(xué)鏡頭10、分光器20、可見光圖像傳感器40和紅外圖像傳感器30。
[0018]雙波段前端光學(xué)鏡頭10設(shè)置在單通道的前端，能將兩個波段的光能量同時匯聚在后續(xù)的分光器20上；雙波段前端光學(xué)鏡頭10的結(jié)構(gòu)如圖4所示，可見光調(diào)整鏡頭結(jié)構(gòu)示意圖如圖5所不。分光器20設(shè)置在該雙波段前端光學(xué)鏡頭的后方，分光器20將光分為兩束，其中一束光為透射的紅外光束，通過紅外圖像傳感器30接收，另一束光為反射的可見光光束，通過可見光圖像傳感器40接收。本發(fā)明的一個實施例中，可見光圖像傳感器40可選擇可見光CMOS或(XD，紅外圖像傳感器30可選用紅外UFPA探測器。
[0019]如圖2所示，該監(jiān)測系統(tǒng)還包括可見光圖像傳感器的驅(qū)動與數(shù)據(jù)采集電路80和可見光信號處理電路51可見光圖像傳感器40接收的可見光經(jīng)采集、處理后，形成可見光圖像信息，通過通訊傳輸電路發(fā)送出去。
[0020]該監(jiān)測系統(tǒng)還包括紅外圖像傳感器的驅(qū)動與數(shù)據(jù)采集電路90和紅