[发明专利]基于探测器温度漂移模型的无挡片红外测温方法

权利要求书

1.基于探测器温度漂移模型的无挡片红外测温方法，其特征在于，无需开关挡片或快门的条件下实现测温，具体包括如下步骤：

1)红外探测器开机成像；

2)进行第一轮标定，确定探测器温度漂移模型；

将探测器置于恒温箱中，调整恒温箱内温度，获得不同镜筒温度、探测器靶面温度下，同一黑体温度的图像，建立每一个像元灰度-黑体温度-镜筒温度-靶面温度的变化曲线，即

I＝H(T_B,T_L,T_F) (1)，

其中I为灰度，T_B为黑体温度，T_L为镜筒温度，T_F为靶面温度，通过恒温箱及探测器本身工作，使镜筒温度和探测器靶面温度连续变化，并以两个判定标准进行判定后，记录改变后的图像灰度值，从而获得一系列的标定数据，通过该标定数据进行最小二乘法数据拟合：

其中，a_i为拟合系数，根据标定数据得到；

3)进行第二轮标定：

让探测器保持稳定工作状态，改变黑体温度，根据产品所需测量的温度范围Range_k进行设定，每隔k℃，进行采集，记录每个温度下的图像灰度值、靶面温度、镜筒温度，通过前一轮标定得到的系数，得到拟合灰度值H(T_B′,T_L′,T_F′)与实际灰度值I′在靶面温度、镜筒温度已知的情况下的误差值，即：

ε＝I′-H(T_B′,T_L′,T_F′) (3)

以此得到n＝Range_k/k+1组误差值，同时将黑体温度与图像灰度值的对应关系分为n段，以此进行分段拟合，经过两轮的标定后，即可在实际使用时对任意灰度值进行温度计算；

4)获取红外探测器正常工作时的靶面温度和镜筒温度，通过步骤3)中计算出的系数，计算n组I₀＝H(T_B,T_L0,T_F0)+ε校正后的灰度值

5)通过T＝F(M)＝F(G(I))，计算得到温度-灰度值映射表；

6)利用该模型对场景中任意点温度值进行测量。

2.如权利要求1所述的基于探测器温度漂移模型的无挡片红外测温方法，其特征在于，步骤2)中的两个判定标准为：镜筒温度改变量大于±0.5和探测器靶面温度改变量大于±0.2。

3.如权利要求1所述的基于探测器温度漂移模型的无挡片红外测温方法，其特征在于，步骤5)中T＝F(M)＝F(G(I))是通过如下方法变换得到：

a)根据普朗克黑体辐射定律，得出某一波长范围内的黑体光谱辐射出射度为：

当波长范围为8～15μm时，通过计算可得黑体光谱辐射出射度与该黑体温度之间的函数关系，即M＝f(T)；

b)根据非制冷焦平面探测器输出图像的灰度值正比于红外辐射的辐射度，其函数关系为I＝g(M)，建立起目标黑体温度与红外热像仪输出图像灰度间的模型，即I＝g(f(T))；

c)反向计算得到T＝F(M)＝F(G(I))，从而得到灰度-温度值的一一对应映射表。

4.如权利要求1所述的基于探测器温度漂移模型的无挡片红外测温方法，其特征在于，所述镜筒温度代表环境温度。