[发明专利]超参数多项式物理模型的测温红外热像仪标定方法及装置

权利要求书

1.超参数多项式物理模型的测温红外热像仪标定方法，其特征在于，包括如下步骤：

利用待标定的红外热像仪在不同温度组合条件下采集本底红外图像；

对待标定的红外热像仪的探测器像元构建带有超参数和未知系数的多项式；

对待标定的红外热像仪的探测器像元标定出不同超参数条件下多项式的未知系数；

利用标定出的超参数多项式估计探测器像元对应的温度测量值；

遍历探测器像元后得到红外图像对应的温度场图像；

所述利用待标定的红外热像仪在不同温度组合条件下采集本底红外图像；具体为：利用待标定的红外热像仪，在红外镜头处于不同工作温度、探测器焦平面处于不同工作温度、面源黑体处于不同辐射温度的组合条件下，采集本底红外图像。

2.根据权利要求1所述的超参数多项式物理模型的测温红外热像仪标定方法，其特征在于，所述对待标定的红外热像仪的探测器像元构建带有超参数和未知系数的多项式，具体为：以红外镜头的工作温度、探测器焦平面的工作温度、探测器像元的像素值作为三个输入变量，以探测器像元对应的温度测量值作为输出变量，为每个像元构建带有超参数和未知系数的多项式。

3.根据权利要求2所述的超参数多项式物理模型的测温红外热像仪标定方法，其特征在于，所述为每个像元构建带有超参数和未知系数的多项式，具体构建的超参数多项式为：

其中,T_lens表示红外镜头的工作温度值，T_FPA表示探测器焦平面的工作温度值，D_(r,c)表示探测器像元的像素值，表示探测器像元对应的温度测量值，(r,c)分别表示像元在焦平面上的空间位置；其中N₁、N₂、N₃为多项式的超参数，β为多项式的系数。

4.根据权利要求3所述的超参数多项式物理模型的测温红外热像仪标定方法，其特征在于，所述N₁的取值范围为大于等于0的整数，N₂取值范围为大于等于0的整数，N₃取值范围为大于0的整数。

5.根据权利要求1所述的超参数多项式物理模型的测温红外热像仪标定方法，其特征在于，所述对探测器的像元标定出不同超参数条件下多项式的未知系数，具体为：以红外镜头工作温度的实测值、探测器焦平面工作温度的实测值、探测器像元的像素值作为输入值、以面源黑体的辐射温度的实际值作为输出值，利用最小二乘方法，为探测器的每个像元标定出在不同超参数条件下多项式的未知系数。

6.根据权利要求1所述的超参数多项式物理模型的测温红外热像仪标定方法，其特征在于，所述利用标定出的多项式估计探测器像元对应的温度测量值，具体为：利用各像元标定出的超参数多项式表达式，以红外镜头工作温度的实测值、探测器焦平面工作温度的实测值、探测器像元的像素值，估计探测器像元对应的温度测量值。

7.根据权利要求1所述的超参数多项式物理模型的测温红外热像仪标定方法，其特征在于，所述待标定的红外热像仪的探测器为氧化钒材料的非制冷红外焦平面探测器、非晶硅材料的非制冷红外焦平面探测器、制冷型红外焦平面探测器三种中的任一种。

8.根据权利要求1-7中任一所述的超参数多项式物理模型的测温红外热像仪标定方法提出超参数多项式物理模型的测温红外热像仪标定装置，其特征在于，包括：

本底红外图像采集单元，利用待标定的红外热像仪在不同温度组合条件下采集本底红外图像；

超参数多项式构建单元，对待标定的红外热像仪的探测器像元构建带有超参数和未知系数的多项式；

超参数多项式标定单元，对待标定的红外热像仪的探测器像元标定出不同超参数条件下多项式的未知系数；

温度估计单元，根据标定出的多项式估计探测器像元对应的温度测量值；

红外图像标定单元，将温度估计单元遍历探测器像元，得到红外图像对应的温度场图像。

9.根据权利要求8所述的超参数多项式物理模型的测温红外热像仪标定装置，其特征在于，所述本底红外图像采集单元包括：待标定的红外热像仪、高低温试验箱、面源黑体；所述待标定的红外热像仪和面源黑体放置于高低温试验箱内，所述待标定的红外热像仪对准面源黑体；所述待标定的红外热像仪包括红外镜头和红外焦平面探测器，所述红外镜头上设置第一温度传感器，所述红外焦平面探测器的焦平面上设置第二温度传感器，所述待标定的红外热像仪与上位机连接。