用于终端用户视差调整的方法_4

文档序号:9290206阅读:来源:国知局
)照相机模块和可见光 (VL)照相机模块两者。VL照相机模块和IR照相机模块的放置使得可见光和红外光轴大致 上相互平行,从而导致视差误差。热成像照相机100包括确定IR透镜聚焦位置的能力,其 进而可以用来修正视差。VL模块包括由可见光检测器阵列形成的可见光传感器。IR照相 机模块的IR传感器由IR检测器的焦平面阵列(FPA)形成,诸如微测辐射热仪。
[0063] 热成像照相机100上的图1中所示的IR透镜组件104可以包括基础IR透镜组件, 其用以从对象场景收集IR能量并使IR能量聚焦在包含于照相机内部的焦平面阵列上。热 成像照相机100用单独的IR透镜进行工作,并且可以在不使用任何附加透镜硬件的情况下 生成热图像。然而,为了实现更宽或更窄的视场,热成像照相机100被设计成用可以附接在 基础IR透镜组件104上的一组附加IR透镜(在图1中未示出)进行工作。在使用中,操作 员可以从一组可用附加IR透镜中选择期望的附加IR透镜,并且将所选的附加IR透镜附接 到热成像照相机100。如果期望的话,随后可以将所选附加IR透镜从热成像照相机100拆 卸,因此可以将照相机与单独的基础IR透镜组件104 -起使用,或者可以将不同的附加IR 透镜附接到照相机。可使用不同的附加IR透镜,例如取决于对象场景的尺寸、到被检查的 目标的距离等。虽然附加IR透镜可从基础IR透镜组件104拆卸,在某些实施例中,可以将 基础IR透镜组件104固定地安装到照相机壳体102,并且并不意图在正常使用期间拆卸。
[0064] 图4是示出了在使用时的附加IR透镜330和热成像照相机100的部分之间的接 合和通信的示意性表示。如示出,附加IR透镜330可以包括本地存储器储存器334,其存储 被附接到热成像照相机100的特定附加IR透镜330所独有的数据。附加IR透镜330还可 以包括用于检测操作条件的传感器332,诸如温度传感器。在某些实施例中,当附加IR透镜 330被附接到热成像照相机100时,附加IR透镜330的传感器332和/或本地存储器储存 器334被置于与容纳在照相机100内部的处理器/FPGA222处于通信。
[0065] 为了使用热成像照相机100来生成红外图像,成像器将一组数学算法存储在照相 机主体内的存储器中。在如下所述的操作期间,热成像照相机100执行数学算法以处理由 焦平面阵列和/或VL照相机模块生成的数据,从而使用照相机来创建IR和/或VL图像。 在某些构造中,数学算法可利用与在特定红外图像的捕捉期间的照相机操作有关的数据 (例如,到目标距离、环境温度、透镜温度)作为输入变量。数学算法还可利用两个类型的输 入参数:例如,用于针对视差误差进行调整的透镜特定参数和基础参数。基础参数是在没有 附接附加透镜330的情况下针对基础热成像照相机确定的常数。在某些实施例中,该基础 参数并不根据被附接到照相机的附加透镜330的存在或类型而改变。可将此类基础参数存 储在照相机内的存储器中。透镜特定参数可以是例如从附接的附加透镜接收到并被输入到 存储在照相机中的数学算法中的数值。可替代地,透镜特定参数可以包括一般类型的透镜, 诸如广角透镜或窄角透镜。在某些此类示例中,用户可以在视差修正数学算法中选择与附 加透镜参数相关联的一种透镜类型。当不存在附加透镜被附接到照相机时,附加透镜参数 可以被设置成或者另外等于零或者另外被否定,并且执行数学算法以使用基础参数和与在 特定红外图像的捕捉期间的照相机操作有关的数据来处理焦平面阵列信号。因此,可以例 如采用单个数学算法,其中附加透镜是存在或不存在的。
[0066] 被热成像照相机100使用的每个附加透镜330可以包含存储在用于该特定透镜的 本地存储器储存器334上的透镜特定参数。在某些实施例中,可以在用于每个附加透镜的 本地存储器储存器334上存储多达三个类型的透镜特定参数:(1)用于修正在使用附加IR 透镜330生成的IR图像与相应可见光图像之间的视差的参数,(2)用于在使用附加IR透镜 330时确定IR聚焦透镜的正确物理位置的参数,以及(3)用于计算与附加IR透镜330有关 的辐射测量项有关的参数。
[0067] 当附加透镜330被附接到热成像照相机100时,可以从透镜的本地存储器储存器 334向照相机内的处理器222传送一个或多个透镜特定参数,并且随后在存储在存储器中 的数学算法的执行中使用。特别地,处理器222可以将存储在存储器中的基础参数和从本 地存储器储存器334接收到的透镜特定参数用作数学算法中的值,以生成红外图像。在某 些操作方法中,热成像照相机100可始终执行同一数学算法或一组数学算法,无论附加IR 透镜330是否被附接到照相机。
[0068] 在某些实施例中,可使用诸如先前提到的那些数学算法来修正在相应IR和VL图 像之间存在的视差误差。例如,照相机可将所观看或捕捉的IR和VL图像中的一者或两者 相对于彼此以计算的量移位,以修正计算的视差。在某些此类计算中,照相机将来自透镜和 /或用户的输入用作到此类数学算法中的输入,用于确定(并随后修正)视差误差。在其它 实施例中,用户可手动地使照相机聚焦以调整IR与VL图像之间的空间关系,以尝试减小/ 消除视差误差。如前所述,某些照相机可以使聚焦位置与到目标距离近似相关,并且因此基 于聚焦位置而施加到目标距离的视差修正。在其它实施例中,照相机可经由其它方法(例如 激光测量)来确定到目标的距离。
[0069] 然而,在某些情况下,在照相机的用户看来,此类视差修正可能不足以消除视差误 差。本公开的各方面提供了如果用户期望附加视差修正的情况下用于用户经由现场校准对 视差修正进行微调的系统和方法。图5是说明了用于对视差误差进行微调的示例性方法 的过程流程图。在本示例性方法中,用户可以使照相机从适当的到目标距离指向250高对 比度IR目标。在某些照相机中,VL与IR图像之间的视差误差随着照相机与目标之间的距 离而减小,并且在其它实施例中,视差随距离的变化速率也随距离而减小。类似地,在某些 此类照相机中,视差误差随着到目标距离变小而急剧地增加。因此,如在步骤250中的适当 的到目标距离可以包括最小的到目标距离,以消除与非常短的到目标距离相关联的大的视 差。在某些实施例中,大于约4英尺的到目标距离将是足够的。在其它构造中,该适当范围 可以包括上限。在某些实施例中,照相机可以向用户提供警报或提示,以使用满足指定到目 标距离准则的目标和/或显示所测量或所估计的到目标距离值。在示例性实施例中,根据 图5的过程的适当范围可以在约4英尺与约10英尺之间。
[0070] 在照相机指向高对比度IR目标的情况下,照相机可以显示252目标场景的IR和 VL图像的混合。在某些实施例中,用户可以选择IR与VL图像之间的混合的量。在某些情 况下,用户可以从混合比的预定列表中进行选择,诸如最小IR、中间IR以及最大IR混合。 在某些情况下,用户可能期望使用最小IR设置以便清楚地观看IR和VL图像数据两者。然 而,在某些实施例中,用户可以手动地调整混合的量,使得可以在显示器上观察IR和VL图 像两者。
[0071] 在实现目标场景的混合IR和VL图像的期望显示时,用户可以选择254基础透镜 视差的现场校准。一般地,如果在IR与VL图像之间存在显著的视差误差,则用户可以发起 此类程序。由于IR图像一般地由于热场景中的鲜明对比的普遍缺乏而比VL图像更加难以 解释,所以利用高对比度图像可以帮助用户识别IR场景中的对象并注意到VL和IR图像之 间存在的任何视差误差。示例性高对比度图像可能包括例如充满暖饮料的大杯,如图7中 所示。
[0072] 在选择254基础透镜视差的现场校准时,照相机的实施例可以检测到附加透镜的 存在。由于正在执行基础透镜现场校准,所以在存在附加透镜的情况下执行此类修正可以 负面地影响修正。因此,如果检测到此类透镜,则照相机可以提示用户出于执行校准的目的 而移除256附加透镜。
[0073] -旦移除了透镜,则照相机和/或用户可以使IR光学件聚焦在目标上和/或使用 系统校准来执行258视差调整。在某些实施例中,视差调整可以包括诸如本文所述那些之 类的已知视差调整技术。例如,用户可以手动地调整照相机的焦距,并观察结果产生的IR 和VL图像中的一者或两者朝着修正视差误差的移位。在某些此类示例中,视差调整由一个 或多个透镜的位置的模拟调整而引起。在可替代的实施例中,用户可以手动地使照相机聚 焦,并且基于聚焦位置,照相机可以估计照相机与目标场景之间的到目标距离,并且相应地 施加关联视差修正。此类施加的视差修正可以包括IR和VL图像中的一个相对应另一个的 数字移位。类似地,照相机可以装配有用于直接地确定到目标的距离的一个或多个方法,以 用于自动地执行类似视差修正。
[0074] 可以手动地或以电子方式来修正视差误差。例如,整体地通过引用结合到本文中 的题为"VisibleLightandIRCombinedImageCamerawithaLaserPointer"的美国 专利号7, 538, 326公开了一种视差误差修正架构和方法。这提供了以电子方式修正IR和 VL图像的视差的能力。在某些实施例中,热仪器100包括确定到目标的距离的能力,并且包 含使用到目标的距离的信息来修正由平行光学路径引起的视差误差的电子装置。将认识到 的是相对于执行258视差调整,可以使用用于修正视差的任何此类技术。
[0075] 在执行258视差调整之后,可能的是某些视差误差将仍然存在。在用户可以观察 到IR和VL图像之间的残余视差误差的情况下,用户可以手动地对目标场景的IR和VL图 像进行配准260。在这种情况下,用户可以手动地对视差调整进行微调,向照相机提供视差 改进数据,并且消除未被已知视差调整技术修正的残余视差误差。手动地配准260可以包 括例如在正或负x和y方向上使IR和VL图像中的一个运动。在某些实施例中,手动地对 图像进行配准包括相对于IR图像平移VL图像。对视差修正的此类手动微调调整可以包括 例如VL和IR图像中的一个相对于另一个的数字移位。
[0076] -般地,可以经由用户接口在照相机上执行手动地对图像进行配准260。在某些 实施例中,照相机向用户呈现场景的实时IR和VL图像混合,用户将其用来实时地手动地对 IR和VL图像进行配准。在某些构造中,照相机将捕捉相应IR和VL图像,并且用户可以手 动地将所捕捉的IR和VL图像配准为静止图像。在其它实施例中,可以将捕捉的IR和VL 图像流式传输到外部计算机中或者捕捉并存储在外部计算机上。在这种情况下,可以在计 算机上执行IR和VL图像的配准。在某些实施例中,一旦用户已经手动地对IR和VL图像 进行配准260,则照相机可以将视差改进数据存储在存储器中,并自动地将此类改进数据应 用于随后捕捉的相应IR和VL图像。在配准在独立计算机中执行的情况下,计算机可以将 视差改进数据上传到照相机,或者用户可以手动地将视差改进数据从计算机录入到照相机 中。
[0077] 在执行基础透镜视差调整之后,用户可以确定262是否期望附加透镜。如果不是, 则现场校准完成264,并且用户可使继
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