专利名称：温度场信息确定方法、系统及设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及图像应用领域，尤其涉及一种温度场信息确定方法、系统及设备。
背景技术：
使用红外测温仪可以拍摄到物体的温度场图片，从该温度场图片中可以获知物体 表面各个点的温度信息，以温度场图片中的某个点为原点建立二维坐标系后，可以得到温 度场图片中各个点的二维坐标，将原点移至其他位置后，通过坐标变换可以得到温度场图 片中各个点以其他位置为原点的二维坐标。点的二维坐标构成了该点的二维位置信息。温 度场图片中的各个点的温度信息和二维位置信息构成了该温度场图片对应的二维温度场 信息，根据该二维温度场信息可以以某个点为坐标系原点建立二维温度场。根据本方法只 能够得到二维温度场信息，而无法得到三维温度场信息。 上述方法能够得到温度场图片对应的二维温度场，为了构建温度场图片对应的三 维温度场，目前可以采用视觉传感器确定空间中某个点的温度信息，将该点称为辐射源点， 然后根据辐射理论可以确定空间中以该辐射源点的距离在一定范围内的其他点的温度信 息。以辐射源点为原点建立三维坐标系后，可以得到各个点的三维坐标，将原点移至其他位 置后，通过坐标变换可以得到各个点以其他位置为原点的三维坐标。点的三维坐标构成了 该点的三维位置信息。各个点的温度信息和三维位置信息构成了三维温度场信息，根据该 三维温度场信息可以以某个点为坐标系原点建立三维温度场。根据本方法获得的三维温度 场信息的精度不高，并且利用的辐射理论较复杂，实现困难。 还可以采用预埋热电偶方法建立三维温度场，具体方法为，在空间中多个位置处 设置预埋热电偶，预埋热电偶测量得到自身所在位置处的温度信息，多个预埋热电偶所在 位置的三维位置信息和测量得到的温度信息构成了三维温度场信息，根据该三维温度场信 息可以以某个点为坐标系原点建立三维温度场。根据本方法获得的三维温度场信息的精度 不高，并且维护费用高，操作复杂。 综上，发明人发现现有技术中存在如下技术问题 在建立二维温度场或三维温度场时，二维温度场信息或三维温度场信息的确定过 程较复杂，使得二维温度场或三维温度场的实现复杂度也较高。
发明内容
本发明实施例提供一种温度场信息的确定方法、系统及设备，用以降低建立温度 场过程中确定温度场信息的复杂度。 本发明实施例提供一种温度场信息确定方法，该方法包括
获取红外测温设备拍摄到的温度场图片和视觉测距系统拍摄到的位置图片；
根据预先设置的温度像素点与位置像素点的映射规则，建立所述温度场图片中的 温度像素点与所述位置图片中的位置像素点的对应关系； 将所述位置图片中的位置像素点的位置信息确定为该位置像素点所对应的温度
5像素点的位置信息，或者，将所述温度场图片中的温度像素点的温度信息确定为该温度像 素点所对应的位置像素点的温度信息。 本发明实施例提供一种温度场信息确定系统，该系统包括
红外测温设备，用于拍摄物体的温度场图片；
视觉测距系统，用于拍摄物体的位置图片； 图片处理设备，用于获取所述红外测温设备拍摄到的温度场图片和所述视觉测距 系统拍摄到的位置图片；根据预先设置的温度像素点与位置像素点的映射规则，建立所述 温度场图片中的温度像素点与所述位置图片中的位置像素点的对应关系；将所述位置图片 中的位置像素点的位置信息确定为该位置像素点所对应的温度像素点的位置信息，或者， 将所述温度场图片中的温度像素点的温度信息确定为该温度像素点所对应的位置像素点 的温度信息。 本发明实施例还提供一种图片处理设备，该设备包括 图片获取单元，用于获取红外测温设备拍摄到的温度场图片和视觉测距系统拍摄 到的位置图片； 映射单元，用于根据预先设置的温度像素点与位置像素点的映射规则，建立所述
温度场图片中的温度像素点与所述位置图片中的位置像素点的对应关系； 信息确定单元，用于将所述位置图片中的位置像素点的位置信息确定为该位置像
素点所对应的温度像素点的位置信息，或者，将所述温度场图片中的温度像素点的温度信
息确定为该温度像素点所对应的位置像素点的温度信息。 本发明中，通过将红外测温设备与视觉测距系统相结合，根据映射规则建立红外 测温设备拍摄到的温度场图片中的温度像素点与视觉测距系统拍摄到的位置图片中的位 置像素点的对应关系，并将位置图片中的位置像素点的位置信息确定为该位置像素点所对 应的温度像素点的位置信息，或者将温度场图片中的温度像素点的温度信息确定为该温度 像素点所对应的位置像素点的温度信息，从而，构成温度场信息的像素点的位置信息和温 度信息被确定。可见，温度场信息的确定不需要使用复杂的辐射理论或坐标系变换理论，大 大降低了温度场信息确定的复杂度。
图1为本发明实施例提供方法的流程示意图； 图2为本发明实施例提供方法的流程示意图； 图3为本发明实施例中像素点映射的示意图； 图4为本发明实施例提供的系统结构示意图； 图5A为本发明实施例中双目视觉系统与红外测温设备的位置关系示意图； 图5B为本发明实施例中单目视觉系统与红外测温设备的位置关系示意图； 图6为本发明实施例提供的设备结构示意图。
具体实施方式
实施例一 在建立温度场过程中为了更容易的确定温度场信息，本发明实施例提供一种温度
6场图片中像素点的位置确定方法，本方法中，使用红外测温设备拍摄物体的温度场图片，视 觉测距系统拍摄该物体的位置图片，然后建立温度场图片中的温度像素点与位置图片中的 位置像素点的对应关系，并将位置图片中的位置像素点的位置信息确定为该位置像素点所 对应的温度像素点的位置信息，或者，将温度场图片中的温度像素点的温度信息确定为该 温度像素点所对应的位置像素点的温度信息。从而，确定的温度像素点的位置信息和该温 度像素点的温度信息或者确定的位置像素点的温度信息和该位置像素点的位置信息构成 了温度场信息。 参见图l，本发明实施例提供的温度场图片中像素点的位置确定方法，具体包括以 下步骤 步骤10 :获取红外测温设备拍摄到的温度场图片和视觉测距系统拍摄到的位置 图片； 步骤11 :根据预先设置的温度像素点与位置像素点的映射规则，建立温度场图片 中的温度像素点与位置图片中的位置像素点的对应关系； 步骤12 :将位置图片中的位置像素点的位置信息确定为该位置像素点所对应的 温度像素点的位置信息，或者，将温度场图片中的温度像素点的温度信息确定为该温度像 素点所对应的位置像素点的温度信息。
步骤11中，建立对应关系的对象可以存在多种情况，下面列举出其中四种情况
第一种，在温度场图片全部区域中的温度像素点与位置图片全部区域中的位置像 素点之间建立对应关系； 第二种，在温度场图片全部区域中的温度像素点与位置图片部分区域中的位置像 素点之间建立对应关系； 第三种，在温度场图片部分区域中的温度像素点与位置图片全部区域中的位置像 素点之间建立对应关系； 第四种，在温度场图片部分区域中的温度像素点与位置图片部分区域中的位置像 素点之间建立对应关系。 较佳的，为了保证最终确定的温度场信息的准确性，可以在红外测温设备的监控
区域与视觉测距系统的监控区域的公共区域中的温度像素点和位置像素点之间建立对应
关系，为此，在步骤10和步骤11之间，进一步包括以下步骤，如图2所示 步骤101 :确定红外测温设备的监控区域与视觉测距系统的监控区域的公共区
域； 本步骤中，可以首先根据红外测温设备的性能参数和红外测温设备的安放位置信 息确定红外测温设备的监控区域，根据视觉测距系统的性能参数和视觉测距系统的安放位 置信息确定视觉测距系统的监控区域；然后，将红外测温设备的监控区域与视觉测距系统 的监控区域的重叠区域作为这两个区域的公共区域。 步骤102 :从温度场图片中截取所述公共区域对应的温度场图片，从位置图片中 截取所述公共区域对应的位置图片。 本步骤中，用户可以根据确定的公共区域通过鼠标等输入设备，在温度场图片中 选择一个区域作为所述公共区域对应的温度场图片，在位置图片中选择一个区域作为所述 公共区域对应的位置图片，系统根据用户的选择从温度场图片中截取所述公共区域对应的
7温度场图片，从位置图片中截取所述公共区域对应的位置图片。 那么，步骤11中具体是建立步骤102中截取到的温度场图片中的温度像素点与截 取到的位置图片中的位置像素点的对应关系。 本发明中的映射规则可以根据需要进行不同的设置，例如随机对应规则，即随机 选取温度场图片中的温度像素点和位置图片中的位置像素点建立对应关系；再例如公式 对应规则，即对于温度场图片中的第i个温度像素点，根据一定的公式计算位置图片中的 哪个位置像素点与该温度像素点对应，从而建立对应的温度像素点与位置像素点的对应关 系。 较佳的，为了更进一步确保最终确定的温度场信息的准确性，该映射规则可以为 重叠对应规则，即在温度场图片和位置图片的重叠像素点间建立对应关系，根据该映射规 则建立截取到的温度场图片中的温度像素点与截取到的位置图片中的位置像素点的对应 关系，其具体方法为 步骤S1 :判断截取到的温度场图片与位置图片的大小是否相同，若是，则到步骤 S3，否则，到步骤S2 ; 步骤S2 :将截取到的温度场图片或截取到的位置图片进行縮放处理，使得截取到 的温度场图片的大小与截取到的位置图片的大小之差满足设定值； 该设定值可以根据精度需要来设置，设定值越大，即温度场图片的大小与位置图 片的大小之差越大，则最终确定的温度场信息的精度越小，设定值越小，即温度场图片的大 小与位置图片的大小之差越小，则最终确定的温度场信息的精度越大，在设定值为0时，最 终确定的温度场信息的精度最大。 步骤S3 :将步骤102中截取到的温度场图片和位置图片进行重叠放置，使得温度 场图片和位置图片重合的部分最大； 步骤S4 :从温度场图片中选取温度像素点，从位置图片中选取与该温度像素点位
置重合的位置像素点，在选取的温度像素点和位置像素点之间建立对应关系。 如图3所示，未进行縮放前的温度场图片的侧视图为30，将该温度场图片拉伸到
与位置图片的大小相同的图片31，位置图片的侧视图为32，然后对于温度场图片31中的各
个温度像素点，作该温度像素点到位置图片32的垂线，将该垂线与位置图片32的交点处
的位置像素点确定为该温度像素点对应的位置像素点，并建立这两个像素点之间的对应关
系。例如图3中温度场图片31上的A点与位置图片32上的B点相对应。 在步骤12之后，可以进行温度场的建立，具体的，可以是根据确定的温度像素点
的位置信息和该温度像素点的温度信息，以视觉测距系统为原点建立温度场，温度像素点
的温度信息可以根据温度场图片获知。也可以是，根据确定的位置像素点的温度信息和该
位置像素点的位置信息，以视觉测距系统为原点建立温度场，位置像素点的位置信息可以
根据位置图片获知。 本发明中，若视觉测距系统为双目视觉系统，则双目视觉系统的拍摄到的位置图 片中的位置像素点的位置信息为三维位置信息；若视觉测距系统为单目视觉系统，则单目 视觉系统拍摄到的位置图片中的位置像素点的位置信息为二维位置信息。
实施例二 参见图4，本发明实施例还提供一种温度场信息确定系统，该系统包括
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红外测温设备40，用于拍摄物体的温度场图片。
视觉测距系统41，用于拍摄物体的位置图片。 图片处理设备42，用于获取所述红外测温设备拍摄到的温度场图片和所述视觉 测距系统拍摄到的位置图片；根据预先设置的温度像素点与位置像素点的映射规则，建立 所述温度场图片中的温度像素点与所述位置图片中的位置像素点的对应关系；将所述位置 图片中的位置像素点的位置信息确定为该位置像素点所对应的温度像素点的位置信息，或 者，将所述温度场图片中的温度像素点的温度信息确定为该温度像素点所对应的位置像素 点的温度信息。 该图片处理设备42进一步用于 根据确定的温度像素点的位置信息和该温度像素点的温度信息，以所述视觉测距 系统为原点建立温度场；根据确定的位置像素点的温度信息和该位置像素点的位置信息， 以所述视觉测距系统为原点建立温度场。 在视觉测距系统为双目视觉系统时，该双目视觉系统包括主相机和从相机，图片 处理设备获取主相机拍摄到的位置图片，图片处理设备在建立温度场时，建立以主相机为 原点的三维温度场； 在视觉测距系统为单目视觉系统时，该单目视觉系统仅包括主相机，图片处理设 备获取主相机拍摄到的位置图片，图片处理设备在建立温度场时，建立以主相机为原点的 二维温度场。 如图5A所示，为所述视觉测距系统为双目视觉系统时，双目视觉系统中的主相 机、从相机与红外测温设备的位置示意图，其中501为放置主相机的位置，502为放置从相 机的位置，503为可以放置红外测温设备的位置。当然，所述红外测温设备与所述双目视觉 系统的位置设置并不局限于图5A所示的方式，为了保证温度场信息的准确性，只需保证红 外测温设备与双目视觉系统设置在同一平面内，使得红外测温设备的监控区域与双目视觉 系统的监控区域具有公共区域。 如图5B所示，为所述视觉测距系统为单目视觉系统时，单目视觉系统中的主相机 与红外测温设备的位置示意图，其中511为放置主相机的位置，512为可以放置红外测温设 备的位置。当然，所述红外测温设备与所述单目视觉系统的位置设置并不局限于图5B所示 的方式，为了保证温度场信息的准确性，只需保证红外测温设备与单目视觉系统设置在同 一平面内，使得红外测温设备的监控区域与双目视觉系统的监控区域具有公共区域。
实施例三 参见图6，本发明实施例还提供一种图片处理设备，可以应用于温度场信息确定系 统中，该图片处理设备包括 图片获取单元60，用于获取红外测温设备拍摄到的温度场图片和视觉测距系统拍 摄到的位置图片； 映射单元61，用于根据预先设置的温度像素点与位置像素点的映射规则，建立所
述温度场图片中的温度像素点与所述位置图片中的位置像素点的对应关系； 信息确定单元62，用于将所述位置图片中的位置像素点的位置信息确定为该位置
像素点所对应的温度像素点的位置信息，或者，将所述温度场图片中的温度像素点的温度
信息确定为该温度像素点所对应的位置像素点的温度信息。
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该设备进一步包括 区域确定单元63，用于确定所述红外测温设备的监控区域与所述视觉测距系统的 监控区域的公共区域； 图片截取单元64，用于从所述温度场图片中截取所述公共区域对应的温度场图 片；从所述位置图片中截取所述公共区域对应的位置图片；
所述映射单元61用于 建立截取到的温度场图片中的温度像素点与截取到的位置图片中的位置像素点 的对应关系。
所述映射单元61包括 图片重叠单元，用于在所述映射规则为在所述温度场图片和所述位置图片的重叠 像素点间建立对应关系时，将所述截取到的温度场图片和所述截取到的位置图片进行重叠 放置； 关系建立单元，用于建立位置重合的温度像素点与的位置像素点的对应关系。
该设备进一步包括 图片縮放单元65，用于在所述截取到的温度场图片与所述截取到的位置图片的大 小不相同时，将所述截取到的温度场图片或所述截取到的位置图片进行縮放处理，使得所 述截取到的温度场图片的大小与所述截取到的位置图片的大小之差在设定范围内。
该设备进一步包括 场建立单元66，用于根据所述信息确定单元确定的温度像素点的位置信息和该温 度像素点的温度信息，以所述视觉测距系统为原点建立温度场；根据所述信息确定单元确 定的位置像素点的温度信息和该位置像素点的位置信息，以所述视觉测距系统为原点建立 温度场。
综上，本发明的有益效果在于 本发明实施例提供的方案中，通过将红外测温设备与视觉测距系统相结合，根据 映射规则建立红外测温设备拍摄到的温度场图片中的温度像素点与视觉测距系统拍摄到 的位置图片中的位置像素点的对应关系，并将位置图片中的位置像素点的位置信息确定为 该位置像素点所对应的温度像素点的位置信息，或者将温度场图片中的温度像素点的温度 信息确定为该温度像素点所对应的位置像素点的温度信息。从而，确定的温度像素点的位 置信息和该温度像素点的温度信息，或者确定的位置像素点的温度信息和该位置像素点的 位置信息，构成了温度场信息。可见，温度场信息的确定不需要使用复杂的辐射理论或坐标 系变换理论，大大降低了温度场信息确定的复杂度。 显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精 神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围 之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
权利要求
一种温度场信息确定方法，其特征在于，该方法包括获取红外测温设备拍摄到的温度场图片和视觉测距系统拍摄到的位置图片；根据预先设置的温度像素点与位置像素点的映射规则，建立所述温度场图片中的温度像素点与所述位置图片中的位置像素点的对应关系；将所述位置图片中的位置像素点的位置信息确定为该位置像素点所对应的温度像素点的位置信息，或者，将所述温度场图片中的温度像素点的温度信息确定为该温度像素点所对应的位置像素点的温度信息。
2. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，在获取温度场图片和位置图片之后，并且在 建立所述温度场图片中的温度像素点与所述位置图片中的位置像素点的对应关系之前，该 方法进一步包括确定所述红外测温设备的监控区域与所述视觉测距系统的监控区域的公共区域； 从所述温度场图片中截取所述公共区域对应的温度场图片；从所述位置图片中截取所述公共区域对应的位置图片；所述建立所述温度场图片中的温度像素点与所述位置图片中的位置像素点的对应关系包括建立截取到的温度场图片中的温度像素点与截取到的位置图片中的位置像素点的对 应关系。
3. 如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述映射规则为在所述温度场图片和所述 位置图片的重叠像素点间建立对应关系，所述建立截取到的温度场图片中的温度像素点与 截取到的位置图片中的位置像素点的对应关系包括将所述截取到的温度场图片和所述截取到的位置图片进行重叠放置； 在位置重合的温度像素点与位置像素点之间建立对应关系。
4. 如权利要求2或3所述的方法，其特征在于，在建立截取到的温度场图片中的温度像 素点与截取到的位置图片中的位置像素点的对应关系之前，该方法进一步包括在所述截取到的温度场图片与所述截取到的位置图片的大小不相同时，将所述截取到 的温度场图片或所述截取到的位置图片进行縮放处理，使得所述截取到的温度场图片的大 小与所述截取到的位置图片的大小之差满足设定值。
5. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，在确定温度像素点的位置信息之后，该方法 进一步包括根据确定的温度像素点的位置信息和该温度像素点的温度信息，以所述视觉测距系统 为原点建立温度场。
6. 如权利要求1或5所述的方法，其特征在于，在确定位置像素点的温度信息之后，该 方法进一步包括根据确定的位置像素点的温度信息和该位置像素点的位置信息，以所述视觉测距系统 为原点建立温度场。
7. 如权利要求l所述的方法，其特征在于，若所述视觉测距系统为双目视觉系统，所述位置图片中的位置像素点的位置信息为三 维位置信息；若所述视觉测距系统为单目视觉系统，所述位置图片中的位置像素点的位置信息为二维位置信息。
8. —种温度场信息确定系统，其特征在于，该系统包括 红外测温设备，用于拍摄物体的温度场图片； 视觉测距系统，用于拍摄物体的位置图片；图片处理设备，用于获取所述红外测温设备拍摄到的温度场图片和所述视觉测距系统 拍摄到的位置图片；根据预先设置的温度像素点与位置像素点的映射规则，建立所述温度 场图片中的温度像素点与所述位置图片中的位置像素点的对应关系；将所述位置图片中的 位置像素点的位置信息确定为该位置像素点所对应的温度像素点的位置信息，或者，将所 述温度场图片中的温度像素点的温度信息确定为该温度像素点所对应的位置像素点的温 度信息。
9. 如权利要求8所述的系统，其特征在于，该图片处理设备进一步用于 根据确定的温度像素点的位置信息和该温度像素点的温度信息，以所述视觉测距系统为原点建立温度场；根据确定的位置像素点的温度信息和该位置像素点的位置信息，以所 述视觉测距系统为原点建立温度场。
10. 如权利要求8或9所述的系统，其特征在于，所述视觉测距系统为双目视觉系统或 单目视觉系统。
11. 如权利要求8或9所述的系统，其特征在于，所述红外测温设备与所述视觉测距系 统设置在同一平面内，使得所述红外测温设备的监控区域与所述视觉测距系统的监控区域 具有公共区域。
12. —种图片处理设备，其特征在于，该设备包括图片获取单元，用于获取红外测温设备拍摄到的温度场图片和视觉测距系统拍摄到的 位置图片；映射单元，用于根据预先设置的温度像素点与位置像素点的映射规则，建立所述温度 场图片中的温度像素点与所述位置图片中的位置像素点的对应关系；信息确定单元，用于将所述位置图片中的位置像素点的位置信息确定为该位置像素点 所对应的温度像素点的位置信息，或者，将所述温度场图片中的温度像素点的温度信息确 定为该温度像素点所对应的位置像素点的温度信息。
13. 如权利要求12所述的设备，其特征在于，该设备进一步包括区域确定单元，用于确定所述红外测温设备的监控区域与所述视觉测距系统的监控区 域的公共区域；图片截取单元，用于从所述温度场图片中截取所述公共区域对应的温度场图片；从所 述位置图片中截取所述公共区域对应的位置图片； 所述映射单元用于建立截取到的温度场图片中的温度像素点与截取到的位置图片中的位置像素点的对 应关系。
14. 如权利要求13所述的设备，其特征在于，所述映射单元包括图片重叠单元，用于在所述映射规则为在所述温度场图片和所述位置图片的重叠像 素点间建立对应关系时，将所述截取到的温度场图片和所述截取到的位置图片进行重叠放 置；关系建立单元，用于建立位置重合的温度像素点与的位置像素点的对应关系。
15. 如权利要求13或14所述的设备，其特征在于，该设备进一步包括 图片縮放单元，用于在所述截取到的温度场图片与所述截取到的位置图片的大小不相同时，将所述截取到的温度场图片或所述截取到的位置图片进行縮放处理，使得所述截取 到的温度场图片的大小与所述截取到的位置图片的大小之差在设定范围内。
16. 如权利要求12所述的设备，其特征在于，该设备进一步包括场建立单元，用于根据所述信息确定单元确定的温度像素点的位置信息和该温度像 素点的温度信息，以所述视觉测距系统为原点建立温度场；根据所述信息确定单元确定的 位置像素点的温度信息和该位置像素点的位置信息，以所述视觉测距系统为原点建立温度 场。
全文摘要
本发明实施例公开了一种温度场信息确定方法，该方法包括获取温度场图片和位置图片；根据预先设置的温度像素点与位置像素点的映射规则，建立所述温度场图片中的温度像素点与所述位置图片中的位置像素点的对应关系；将所述位置图片中的位置像素点的位置信息确定为该位置像素点所对应的温度像素点的位置信息，或者，将所述温度场图片中的温度像素点的温度信息确定为该温度像素点所对应的位置像素点的温度信息。本发明实施例还公开了一种温度场信息确定系统和设备。采用本发明，能够有效降低建立温度场过程中确定温度场信息的复杂度，并可以根据确定的温度场信息建立温度场。
文档编号G01J5/00GK101706320SQ20081018641
公开日2010年5月12日 申请日期2008年12月16日 优先权日2008年12月16日
发明者景国辉, 汤青, 甘中学, 陈 峰 申请人:新奥科技发展有限公司