一种智能网络测温型双光设备的制作方法

本实用新型涉及红外测温技术领域，特别涉及一种远程监控可见光及红外成像的设备。

背景技术：

随着光电信息、微电子、网络通信、数字视频、多媒体技术及传感技术的发展，安防监控技术已由传统的模拟走向高度集成的数字化、智能化、网络化。在无光环境下，可见光器材不能正常工作，同时受天气和光照影响大。红外热成像属于被动接收目标的红外热辐射，可以昼夜工作。红外线穿透雨、雾的能力较高，可以对各种目标如人员、车辆等进行监控，可用于防火监控和伪装及隐蔽目标的识别；然而红外图像细节信息没有可见光图像丰富。

技术实现要素：

本实用新型的目的是：提供一种结合可见光和红外优点，并具有远程监控功能的测温型双光设备。

本实用新型的一个技术方案是：一种智能网络测温型双光设备，它包括：红外镜头、红外探测器、探测器接口模块、成像电路模块、可见光镜头、可见光摄像头、arm控制及传输模块、触控显示屏以及分析及显示系统；

红外镜头采用锗材料，表面镀增透膜，覆盖波段3.7μm~4.8μm的中波红外波；

红外探测器采用碲镉汞中波斯特林制冷红外探测器，其探测器窗口与焦平面感光波段覆盖3.7μm~4.8μm波段；

成像电路模块用于对红外探测器进行时序配置，ad采集，对红外原始图像进行预处理，图像细节增强处理及温度计算，图像数据格式转换及传输，控制指令的发送及解析，图像增强参数配置。成像电路模块包括：ad采集子模块、flash存储子模块、fpga子模块以及通讯接口子模块；其中，fpga子模块分别与ad采集子模块、flash存储子模块以及通讯接口子模块建立信号连接；

红外镜头与红外探测器建立信号连接，红外探测器通过探测器接口模块与ad采集子模块建立信号连接，通讯接口子模块与arm控制及传输模块建立信号连接，可见光镜头与可见光摄像头建立信号连接，可见光摄像头与arm控制及传输模块建立信号连接，arm控制及传输模块与触控显示屏、分析及显示系统建立通讯连接。

双光设备上电后，ad采集子模块接收探测器接口模块所传递的红外原始图像模拟数据，并将模拟数据转换成数字数据传输到fpga子模块，fpga子模块完成原始数据的接收，并对原始数据进行校正，然后将校正数据存储于flash存储子模块；fpga子模块进一步对校正数据进行图像细节增强处理和温度计算，得出细节信息明显的红外图像和对应温度数据，同时判断温度数据是否超出阈值，若高于阈值则发出报警信号；fpga子模块通过通讯接口子模块将红外图像、温度数据、报警信号发送至arm控制及传输模块；可见光摄像头向arm控制及传输模块传输可见光图像；arm控制及传输模块将红外图像、温度数据、可见光图像、报警信号发送至本地的触控显示屏以及远程的分析及显示系统；触控显示屏以及远程的分析及显示系统对红外图像、温度数据进行显示，并发出警报。

上述方案中，具体的：红外探测器的分辨率不低于640×512，像元尺寸为15μm，f数为2。

可见光镜头采用焦距10mm~330mm，33倍光学变倍的光学镜头。

可见光摄像头采用分辨率不低于1920*1080高清可见光摄像头。

本实用新型的另一个技术方案是：一种智能网络测温型双光设备的工作方法，它使用如上所述的一种智能网络测温型双光设备，包括以下步骤：

a.双光设备上电，红外探测器启动内部制冷机，当制冷机达到设定温度后，fpga子模块启动时序控制，为红外探测器提供时钟，积分时间及工作参数；

b.红外探测器通过探测器接口模块向成像电路模块传输原始红外图像；可见光摄像头向arm控制及传输模块传输可见光图像；

c.ad采集子模块对原始红外图像进行模数转换后送至fpga子模块，fpga子模块对原始红外图像进行预处理得到校正图像后，将校正图像存储至flash存储子模块；fpga子模块调用flash存储子模块中的校正图像，并对校正图像进行增强算法处理和温度计算处理，得到细节信息明显的红外图像、温度数据；fpga子模块进一步将所得到的温度数据与预置的阈值比对，若高于阈值则发出报警信号；fpga子模块通过通讯接口子模块将红外图像、温度数据、报警信号发送至arm控制及传输模块；

d.arm控制及传输模块将所接收到的红外图像、温度数据、报警信号以及可见光图像发送至触控显示屏以及分析及显示系统；

e.分析及显示系统将获取到的红外图像、温度数据以及可见光图像进行格式转换后显示，分析及显示系统收到报警信号后发出警报；

f.触控显示屏将获取到的红外图像、温度数据以及可见光图像进行格式转换后显示，触控显示屏收到报警信号后发出警报。

具体的，步骤b中，fpga子模块对原始图像进行预处理的方法为非均匀校正与盲元补偿。

具体的，步骤c中，对校正图像进行增强算法的方法为直方图均衡和导向滤波；温度计算采用对比计算法，通过将当前校正图像的灰度值与预置的零点灰度值对比，进而得到温度数据。

在上述方案的基础上，进一步的，分析及显示系统还能够配置红外探测器的工作参数、调整红外图像参数、下发解除报警信号指令以及下发图像模式切换指令。

在上述方案的基础上，进一步的，触控显示屏还能够配置红外探测器的工作参数、调整红外图像参数、下发解除报警信号指令以及下发图像模式切换指令。

有益效果：本实用新型采用高灵敏度的碲镉汞斯特林制冷型探测器，波段覆盖不小于3.7μm~4.8μm，结合可见光和红外成像各自的优点，通过网络传输方式，将红外图像、温度数据、报警信息和可见光图像通过网络传递至本地的触控显示屏以及远程的分析及显示系统；操作人员可实现远程监控并下达指令，分析及显示系统可对多台设备组网监控，触控显示屏便于单兵操作。本实用新型提供了高可靠、高灵敏度、远程监控的解决方案，可应用于全天候自动监控领域。

附图说明

图1为本实用新型的结构框图；

图中：1-红外镜头、2-红外探测器、3-探测器接口模块、4-成像电路模块、4.1-ad采集子模块、4.2-flash存储子模块、4.3-fpga子模块、4.4-通讯接口子模块、5-可见光镜头、6-可见光摄像头、7-arm控制及传输模块、8-触控显示屏、9-分析及显示系统。

具体实施方式

实施例1，参见附图1，一种智能网络测温型双光设备，它包括：红外镜头1、红外探测器2、探测器接口模块3、成像电路模块4、可见光镜头5、可见光摄像头6、arm控制及传输模块7、触控显示屏8以及分析及显示系统9；

红外镜头1采用锗材料，表面镀增透膜，覆盖波段3.7μm~4.8μm的中波红外波；

红外探测器2采用碲镉汞中波斯特林制冷红外探测器，其探测器窗口与焦平面感光波段覆盖3.7μm~4.8μm波段；本例中，红外探测器2的分辨率不低于640×512，像元尺寸为15μm，f数为2；

成像电路模块4用于对红外探测器2进行时序配置，ad采集，对红外原始图像进行预处理，图像细节增强处理及温度计算，图像数据格式转换及传输，控制指令的发送及解析，图像增强参数配置。成像电路模块4包括：ad采集子模块4.1、flash存储子模块4.2、fpga子模块4.3以及通讯接口子模块4.4；其中，fpga子模块4.3分别与ad采集子模块4.1、flash存储子模块4.2以及通讯接口子模块4.4建立信号连接；

本例中，可见光镜头5采用焦距10mm~330mm，33倍光学变倍的光学镜头；可见光摄像头6采用分辨率不低于1920*1080高清可见光摄像头；

红外镜头1与红外探测器2建立信号连接，用于提供红外原始图像；红外探测器2通过探测器接口模块3与ad采集子模块4.1建立信号连接，通讯接口子模块4.4与arm控制及传输模块7建立信号连接；可见光镜头5与可见光摄像头6建立信号连接，用于提供可见光图像；可见光摄像头6与arm控制及传输模块7建立信号连接，arm控制及传输模块7与触控显示屏8、分析及显示系统9建立通讯连接。

双光设备上电后，ad采集子模块4.1接收探测器接口模块3所传递的红外原始图像模拟数据，并将4路模拟数据转换成16位数字数据传输到fpga子模块4.3，fpga子模块4.3完成原始数据的接收，并对原始数据进行非均匀性校正和盲元填充，然后将校正数据存储于flash存储子模块4.2；fpga子模块4.3进一步对校正数据进行图像细节增强处理和温度计算，得出细节信息明显的红外图像和对应温度数据，同时fpga子模块4.3判断温度数据是否超出阈值，若高于阈值则发出报警信号；fpga子模块4.3通过通讯接口子模块4.4将红外图像、温度数据、报警信号发送至arm控制及传输模块7；可见光摄像头6向arm控制及传输模块7传输可见光图像；arm控制及传输模块7将红外图像、温度数据、可见光图像、报警信号通过onvif/rtsp等网络可选协议发送至本地的触控显示屏8以及远程的分析及显示系统9；触控显示屏8以及远程的分析及显示系统9对红外图像、温度数据进行显示，并发出警报。

实施例2，一种智能网络测温型双光设备的工作方法，它使用如实施例1所述的一种智能网络测温型双光设备，包括以下步骤：

a.双光设备上电，红外探测器2启动内部制冷机，当制冷机达到设定温度后，fpga子模块4.3启动时序控制，为红外探测器2提供时钟，积分时间及工作参数；

b.红外探测器2通过探测器接口模块3向成像电路模块4传输原始红外图像；可见光摄像头6向arm控制及传输模块7传输可见光图像；

c.ad采集子模块4.1对原始红外图像进行模数转换后送至fpga子模块4.3，fpga子模块4.3对原始红外图像进行预处理得到校正图像后，将校正图像存储至flash存储子模块4.2；fpga子模块4.3调用flash存储子模块4.2中的校正图像，并对校正图像进行增强算法处理和温度计算处理，得到细节信息明显的红外图像、温度数据；fpga子模块4.3进一步将所得到的温度数据与预置的阈值比对，若高于阈值则发出报警信号；fpga子模块4.3通过通讯接口子模块4.4将红外图像、温度数据、报警信号发送至arm控制及传输模块7；

d.arm控制及传输模块7将所接收到的红外图像、温度数据、报警信号以及可见光图像发送至触控显示屏8以及分析及显示系统9；

e.分析及显示系统9将获取到的红外图像、温度数据以及可见光图像进行格式转换后显示，分析及显示系统9收到报警信号后发出警报；

f.触控显示屏8将获取到的红外图像、温度数据以及可见光图像进行格式转换后显示，触控显示屏8收到报警信号后发出警报。

具体的，步骤b中，fpga子模块4.3对原始图像进行预处理的方法为非均匀校正与盲元补偿。

具体的，步骤c中，对校正图像进行增强算法的方法为直方图均衡和导向滤波；温度计算采用对比计算法，通过将当前校正图像的灰度值与预置的零点灰度值对比，进而得到温度数据。

在上述方案的基础上，进一步的，工作人员通过分析及显示系统9与触控显示屏8能够配置红外探测器2的工作参数、红外图像亮度参数、红外图像对比度参数、下发解除报警信号指令以及下发图像模式切换指令；上述指令信息通过网络传输至arm控制及传输模块，进一步再传递至成像电路模块4、红外探测器2。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本实用新型作了详尽的描述，但在本实用新型基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本实用新型精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本实用新型要求保护的范围。