[发明专利]单通道可见光与红外图像采集融合监测系统

说明书

技术领域

本发明涉及双光谱图像监测系统，尤其涉及一种单通道可见光与红外图像采集融合监测系统。

背景技术

在某些工业设备状态监控领域中，需要在观察识别目标物外观的同时又能得到目标物体的温度分布信息，这种双光谱图像融合技术能够直观生动、快速准确的识别发热目标物体的整体形态及温度分布，可以显著提升目标识别及状态监测效率。目前国内外对于可见光和红外图像双光谱融合的系统都采用了两套各自独立的光学通道设计方案，双光学通道物理上不同轴，视场上必然存在偏差，使用时必须针对不同距离的目标进行配准适配。这种双光学通道系统只有目标物距离不变时时才能实现两幅图像的准确配准融合，而当相机和目标相对位置发生改变时，必须进行重新配准，现有的任何处理器都无法实现同视场运动目标不同距离的双光谱图像的实时配准融合。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于针对现有技术中传统双光路监测系统存在的双光实时配准融合的缺陷，提供一种可实现双光谱高准确度的实时融合的单通道可见光与红外图像采集融合监测系统。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

提供一种单通道可见光与红外图像采集融合监测系统，包括双波段前端光学镜头、分光器、可见光图像传感器和红外图像传感器；

所述双波段前端光学镜头设置在单通道的前端，分光器设置在该双波段前端光学镜头的后方，分光器将光分为两束，其中一束光为透射的红外光束，通过红外图像传感器接收，另一束光为反射的可见光光束，通过可见光图像传感器接收；

该监测系统还包括可见光图像传感器驱动与数据采集电路和可见光信号处理电路，所述可见光图像传感器接收的可见光经采集、处理后，通过通讯传输电路发送出去；

该监测系统还包括红外图像传感器驱动与数据采集电路和红外信号处理电路，所述红外图像传感器接收的红外光经采集、处理后，通过通讯传输电路发送出去。

本发明所述的监测系统中，所述可见光信号处理电路和所述红外信号处理电路集成在一个电路板上。

本发明所述的监测系统中，该监测系统还包括反射器，设置在所述分光器与所述可见光图像传感器之间，改变所述分光器反射的可见光的光路，使可见光入射到所述可见光图像传感器的探测阵列上。

本发明所述的监测系统中，所述可见光图像传感器前方还设有波段调整器。

本发明所述的监测系统中，所述可见光图像传感器为可见光CMOS或CCD。

本发明所述的监测系统中，所述红外图像传感器为红外UFPA探测器。

本发明产生的有益效果是：本发明采用单一光学通道设计，通过将双波段前端光学镜头设置在单通道的前端，并通过分光器将光分为两束，其中透射的红外光束通过红外图像传感器接收，反射的可见光光束通过可见光图像传感器接收；再分别采集和处理红外光和可见光，最后实现双光融合输出。本发明保证了可见光、红外光物理上的绝对同轴，无论目标远或近、静或动都能实现双光谱高准确度的实时融合。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1是本发明实施例单通道可见光与红外光双波段图像融合系统组成示意图；

图2是本发明实施例单通道可见光与红外光双波段图像融合系统电路原理框图；

图3是本发明实施例单通道可见光与红外光双波段图像融合系统底层嵌入式软件结构框图；

图4是本发明实施例单通道可见光与红外光双波段图像融合系统中全双波段前端光学镜头的结构示意图；

图5是本发明实施例单通道可见光与红外光双波段图像融合中的波段调整器的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明实施例的单通道图像融合系统是以单通道同时对目标进行双波段光学成像，并通过对可见光和长波红外图像的像素级融合实现对目标的视觉信息和温度信息的实时分辨。因此，该系统光学成像部分的作用是通过单一光学成像孔径，也即光学单通道，同时接收目标反射或发射的可见光波段和红外波段的光波能量，将其通过光学变换分别清晰地成像在系统的光传感器上，如可见光CMOS或CCD和红外UFPA探测器上。