外信號處理電路52，紅外圖像傳感器30接收的紅外光經(jīng)采集、處理后，形成紅外圖像信息，通過通訊傳輸電路發(fā)送出去。
[0021]本發(fā)明的一個較佳實施例中，可見光和紅外圖像數(shù)據(jù)的采集采取同步時序設計，可見光圖像傳感器采用CMOS，紅外圖像傳感器采用采用非制冷焦平面陣列UFPA，兩者的驅(qū)動電路采用同一主頻時鐘信號，可實現(xiàn)兩個波段圖像的嚴格同時采集，保證了圖像融合的實時性。
[0022]本發(fā)明的一個具體實施例中，系統(tǒng)電路組成部分如圖2所示，其工作原理為:光學鏡頭將可見光和紅外光信號分波段聚焦在可見光圖像傳感器CMOS或CCD和紅外焦平面陣列UFPA上，可見光經(jīng)CMOS或CXD驅(qū)動與數(shù)據(jù)采集后經(jīng)處理電路，再由通訊傳輸電路發(fā)送給上位控制器。紅外通道經(jīng)UFPA驅(qū)動、紅外數(shù)據(jù)采集、處理后，也由通訊接口發(fā)送給上位控制器。
[0023]本發(fā)明的一個實施例中，如圖1所不，可見光信號處理電路40和紅外信號處理電路40集成在一個電路板50上。
[0024]如圖1所示，當使用集成的電路板50時，需要改變分光器20的其中一束出射光的光路，若改變可見光的光路，則需要在分光器20與可見光圖像傳感器之間設置一個反射器60，改變分光器20反射的可見光的光路，使可見光入射到可見光圖像傳感器40的探測陣列上。相應地，如果電路板50放置在分光器20的反射光處，則需要在分光器20與紅外圖像傳感器30之間設置一個反射器。
[0025]本發(fā)明的一個實施例中，如圖1所示，可見光圖像傳感器40前方還設有波段調(diào)整器70，以消除兩個不同波段的相差，其結(jié)構(gòu)示意圖如圖5所示。
[0026]本發(fā)明的一個實施例中，根據(jù)設計要求，單通道圖像融合系統(tǒng)要求在視場角范圍內(nèi)對目標清晰成像，可見光波段輸出RGB彩色圖像，而對8 — 14 μπι長波紅外輸出灰度圖像，其中所采用的紅外UFPA探測器與可見光CMOS或CCD圖像傳感器像元間隔、像素大小相互匹配。單通道圖像融合系統(tǒng)的光學成像系統(tǒng)是一種覆蓋可見光和長波紅外波段的寬波段混合光學成像系統(tǒng)。該系統(tǒng)在可見光波段和長波紅外波段對像差校正的要求不同，且考慮到圖像融合的要求，該系統(tǒng)應保證在物方具有相同的視場角和成像區(qū)域，即視場匹配。
[0027]本發(fā)明可通過軟件的方式實現(xiàn)傳感器的驅(qū)動和數(shù)據(jù)采集，根據(jù)所運行的硬件平臺不同，可分為底層嵌入式軟件與系統(tǒng)機軟件兩大組成部分。
[0028]底層嵌入式軟件運行于嵌入式硬件平臺，其作用是驅(qū)動圖像采集硬件電路，實現(xiàn)目標紅外圖像和可見光彩色圖像的采集和預處理以及與系統(tǒng)機通過無線網(wǎng)絡進行數(shù)據(jù)交換等功能。系統(tǒng)機軟件運行于PC平臺，其作用是通過通訊網(wǎng)絡與底層嵌入式平臺交換數(shù)據(jù)，對所接收的視頻圖像數(shù)據(jù)進行處理與分析，并對結(jié)果進行實時顯示和保存，底層嵌入式軟件結(jié)構(gòu)框圖見說明書附圖圖3所示。
[0029]綜上，本發(fā)明只需單個光學鏡頭，采用同軸光路設計，在光路中加入分束器進行分光，使紅外和可見光具有相同的視場，不僅減少了有效載荷的體積和重量，而且能夠?qū)崿F(xiàn)不同距離目標雙波段圖像的像素級融合，比采用雙鏡頭成像后的圖像融合具有本質(zhì)上的優(yōu)勢，實現(xiàn)了動態(tài)目標的實時圖像融合。
[0030]應當理解的是，對本領域普通技術人員來說，可以根據(jù)上述說明加以改進或變換，而所有這些改進和變換都應屬于本發(fā)明所附權利要求的保護范圍。
【主權項】
1.一種單通道可見光與紅外圖像采集融合監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，包括雙波段前端光學鏡頭、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鏡頭設置在單通道的前端，分光器設置在該雙波段前端光學鏡頭的后方，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。2.根據(jù)權利要求1所述的監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，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。3.根據(jù)權利要求2所述的監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，該監(jiān)測系統(tǒng)還包括反射器，設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。4.根據(jù)權利要求3所述的監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述可見光圖像傳感器前方還設有波段調(diào)整器。5.根據(jù)權利要求1所述的監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述可見光圖像傳感器為可見光CMOS 或 CCD06.根據(jù)權利要求1所述的監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述紅外圖像傳感器為紅外UFPA探測器。
【專利摘要】本發(fā)明公開了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鏡頭、分光器、可見光圖像傳感器和紅外圖像傳感器；雙波段前端光學鏡頭設置在單通道的前端，分光器設置在該雙波段前端光學鏡頭的后方，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；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；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。本發(fā)明可實現(xiàn)單通道雙光譜圖像的高準確度實時融合。
【IPC分類】G01D21/02
【公開號】CN105203159
【申請?zhí)枴緾N201510662921
【發(fā)明人】黃凱, 柳德偉, 曾延安, 張洋南生
【申請人】武漢三江中電科技有限責任公司
【公開日】2015年12月30日
【申請日】2015年10月14日