[发明专利]一种双光谱夜视仪车载系统及双光谱融合设计方法

说明书

技术领域

本发明属于列车前视技术领域，尤其涉及一种双光谱夜视仪车载系统及双光谱融合设计方法。

背景技术

夜视仪是从坦克夜视仪转移过来的技术，是一个典型的军事技术转为民用的产品。随着列车、高速轨道交通的快速发展和安防意识日益强化,人们对列车安全保障技术的要求越来越高,而现有列车照明系统在雨夜、雪天或大雾等能见度较低情况下视距不远、效果不佳的弊病成为列车行驶的安全隐患之一。

现有的列车前视观测系统采用CCD或CMOS成像系统辅助观测，但是这种单一的光谱图像在恶劣天气根本无法反映路况，尤其是在雾雪、雨天更加明显。

红外成像系统分辨率低，细节、对比度不佳，也不易单独使用。

微光夜视技术，通过带像增强管的夜视镜，对夜晚光照亮的微弱目标像进行增强，以供观察的光电成像技术。微光夜视技术在白天存在过度增强的现象，易受天气条件影响工作，抗干扰特性差的问题。

在图像融合技术领域，现有的配准技术不成熟，尤其是在红外和可见光配准，由于红外光和可见光在图像特性方面的差别大，相关性小，加上场景信息中不存在缺乏已知的特征点，因此配准不可靠，另外配准计算量大，目前还没有发现有较好的完全基于算法的、稳定的配准算法。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供一种双光谱夜视仪车载系统及设计方法，旨在解决现有恶劣天气可见光成像系统观测距离近的问题，红外成像系统分辨率低、对比度模糊、特征信息不明确、目标细节不容易辨认等方面的不易观测问题，解决单模传感器系统效果差问题，解决双光谱图像融合配准的可靠性问题。

本发明实施例是这样实现的，一种双光谱夜视仪车载系统，该双光谱前视系统包括：红外双光谱成像模组，图像接收系统，显示终端，控制终端；

用于对可见光谱和红外光谱的成像以及对图像数据的采集、处理、融合和传输的红外双光谱成像模组；

用于完成图像数据接收的图像接收系统，连接红外双光谱成像模组，接收红外双光谱成像模组的成像信号；

用于完成图像向观察者显示的显示终端，连接图像接收系统，接收图像接收系统的图像信号；

用于完成对成像模式功能及开关控制的控制终端，连接红外双光谱成像模组。

进一步，红外双光谱成像模组还包括：红外光学物镜，红外相机，可见光光学物镜，可见光相机，图像融合处理电路，图像编码器，图像传输系统;

用于完成可见光的过滤、红外光增透、焦距调节功能的红外光学物镜；

用于完成红外光信号的采集，将红外光谱信号向电信号的转换的红外相机；

用于完成可见光增透、焦距调节和光圈调节的可见光光学物镜；

用于完成可见光的采集，将可见光光谱信号向电信号转换的可见光相机；

用于完成双光谱图像亮度调节、几何校正、中心配准、融合、增强的图像融合处理电路；

与图像融合处理电路连接，用于完成数字图像向标准图像格式的转换的图像编码器，连接图像处理电路，接收图像融合电路的图像；

与图像融合电路连接，用于完成图像向外的传输功能的图像传输系统，连接图像编码器，完成图像的传输。

进一步，图像融合处理电路还包括：FPGA，DSP，尺度校正存储器RAM，FLASH。

FPGA，连接可见光相机和红外相机，结合尺度校正存储器共同完成红外图像的细节提取、轮廓提取，完成可见光图像的细节提取、轮廓提取，完成图像轮廓匹配，完成配准几何尺度变换，完成图像细节和轮廓融合，完成图像增强一系列处理，同时对整个融合处理电路系统各电路单元之间的协调控制；

DSP，连接图像编码器，结合连接的RAM，FLASH，用于将经过处理的数字视频信号结合行、场同步信号合成为模拟视频信号并进行驱动以便于显示。DSP，连接图像编码器，结合连接的SRAM，FLASH，用于将经过处理的数字视频信号结合行、场同步信号合成为模拟视频信号并进行驱动以便于显示。

进一步，显示终端采用LCD屏进行显示。

进一步，控制终端采用按钮的方式进行控制。

本发明实施例的目的在于提供一种双光谱夜视仪车载系统的设计方法，该双光谱夜视仪车载系统的关键设计方法包括双光谱图像融合方法设计。