Способ тепловизионного распознавания формы объекта
Похожие патенты | МПК / Метки | Текст | Заявка | Код ссылки
Текст
,16672 51)5 Н 04 й 5/33 АНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ДЕТЕЛЬС АВТОРСКО нан ОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМРИ ГКНТ СССР(54) СПОСОБ ТЕПЛОВИЗИОННОГО РАСПОЗНАВАНИЯ ФОРМЫ ОБЪЕКТА(57) Изобретение относится к тепловиэионной технике и может быть использовано воптико-электронных системах обработ и информации и распознавания. Целью изобретения является повышение точностираспознавания путем определения формывнутри контура объекта, Устройство для реализации способа тепловизионного распознавания формы объектов содержит защитное окно 1, сферическое зеркало 2 со слепым пятном, плоское качающееся зеркало 3. вращающуюся призму 4, диафрагму 5, расположенную в фокальной плоскости телескопического обьектива, состоящего из зеркал 2 и 3, окуляр 6 телескопической системы, плоское зеркало 7, линейный инфракрасный поляризатор 8, конденсатор 9, инфракрасный приемник 1 О излучения, блок 11 памяти, блок 12 обработки информации и видеоконтрольное устройство 13. Цель изобретения достигается путем формирования четырех поля риэационных тепловизионных изображений объекта с азимутами поляризации О, 45, 90 и 135 соответственно. 3 ил.Изобретение относится к тепловизионной технике и может быть использовано в оптико-электронных системах обработки информации и распознавания.Целью изобретения является повышение точности распознавания путем опреде ления формы внутри контура объекта,На фиг.1 изображена произвольная поверхность в декартовых координатах; на фиг.2 - структурная электрическая схема устройства для реализации способа теплови зионного распознавания формы объекта; на фиг.З - график зависимости степени поляризации от угла между нормалью наблюдаемого участка поверхности обьекта и направлением наблюдения. 15Как известно, величина видеосигнала Ч(МЛ ) элемента разложения в тепловизионных системах определяется)с (, (Я(Ц 4 Ъ, (1)Л( ) ЧЧ(Л, ), Ц (.) - спектральная светимость иэображенияэлемента б Я по верхности объекта с температурой Т, полученная оптической системой фокальной плоскости;гЛ (у) - индикатриса коэффициента излучения наблюдаемого локального участ ка поверхности;и- апертурный угол оптической системы тепловизора;ЯЛ (Л 1. Л 2) - абсолютная чувствительность приемника излучения и длины волн, 35 границы его спектральной чувствительности;то (Л),т 2 (Л) - спектральный коэффициент пропускания оптической системы и слоя атмосферы между объектом и системой 40 наблюдения;у(МЦ - угол между нормалью к наблюдаемому участку аповерхности объекта и направлением наблюдения.Площадь проекции участка наблюдения 45 равна б Я =б 5 соз(М, иприэтом постоянна, так как сопряжена с площадью чувствительного элемента приемника излучения. Вследствие изменения наклона или кривизны (формы) поверхности возможно изменение самого значения б Я, При этом угол у(МА) также изменяется. Однако величина видеосигнала Ч(ИЛ ) не зависит от угла р(ЙЯ), так как с его изменением соответственно изменяется значение бЯ таким образом, что б 3 = б Я сов (р (й,( ) остается посто 1 1янной величиной.(4) с 92 т -где Р(Й, ) - степень поляризации теплового излучения элемента б 8 . Основываясь на данных экспериментальных исследованиИ (фиг.З), зависимость степени поляризации Р ( у( (чЛ.) ) от.угла фй,3 ) для конструкционных материалов можно представить в виде Р(у(И,)1=аР созВ(Ц (5) Тогда, подставив выражение (5) и (6) в (3),последнее можно записать в виде Для решения поставленной задачи необходимо следующее,Допустим, что из точки Н (фиг.1) тепловизионной системой (фиг.2) наблюдаетсяобъект произвольной формы, которая в декартовой системе координат описываетсяуравнением 1(ХУ,Е) = О. Выбирается на егоповерхности элемент б Я, который занимает один элемент разложения кадра. Тогда поаналогии с выражением (1) величины видеосигналов Чо(МЛ ), Ч 45(ЙЛ ), ЧщфЧЛ ) и Ч 1 з 5(МЛ )поляризационных тепловизионных иэображений при азимутах поляризатора 1 п "О; 45:90; 135 элемента б 5, который наклоненпод углом у по отношению к направлениюнаблюдения, будут равны:М(Й,Ц-А(,ЦЕ(ф( соь 1 Е,М Б)п 1(ИЦ=А(ЙЦЕ(СС)п 1 Е сооЦЧ(Н Ц .А(,Ц Е(с(сос( .к 1с(Цо)п (с. - ") (2)Чо,(Ч,),(:А(п,),)Е(А( с)п(-9с (сосо,- - (,где %( )(А,).(.и сов)(,).) й ( 52 А)(А,ТЦп ф Ф,(%4 Ъю (у 2), е 1(у - параллельная и перпендикулярная компоненты коэффициента излучения элемента б Я поверхностиобъекта;т - азимут поляризации излучения локального элемента б 5 .Исходя иэ выражения (2) можно получить(б) Таким образом по четырем поляризационным тепловизионным изображениям определяется угол наклона фМА) каждого10 элемента поверхности обьекта по отношению к направлению наблюдения. Тогда для произвольной сканируемой по поверхности объекта линии искомые уравнения формы по поверхности можно записать в виде: Х ( й,У = сопэс= 1 д д (й, ) Е (М, 3 ),р) Х (И, )уг=сопь 1= Сдуй(М, ) У(М,(8) или20ч,1 н,ц-с нА.1/ч,(игц н н,ц мн.Ц 7 и,Ц С ассса 5 сусаааф нн.ц- н,(н,ц (9)1 ч,и.ц-ч и,сЧ,(иц-ч(нц/ч.си,ц ч сиц 25ч.(и ц-чн.ц (10)30 где Х,У,Е - декартовы координаты точек на поверхности объекта;а - постоянная, зависящая от материала поверхности объекта;ИА - номер строи и номер элемента строки тепловизионного изображения;Чо(й,1), Ч 4 Б(ЙЯ.), Чво(М,1), Ч 1 ЗЯМ,1 ) -величины видеосигналов четырех поляризационных иэображений с азимутами поляризации 0; 45; 90 и 135 О.40Устройство для реализации способа тепловизионного распознавания формы обьектов содержит защитное окно 1, сферическое зеркало со слепым пятном 2, плоское качающееся зеркало 3, вращающуюся приз му 4, диафрагму, расположенную в фокальной плоскости телескопического объектива, состоящего иэ зеркал 2 и 3, окуляр телескопической системы б, плоское зеркало 7, лнейный инфракрасный (ИК) поляризатор 8, конденсатор 9, инфракрасный (ИК) приемник 1 О излучения, блок 11 памяти, блок 12 обработки информации (БОИ), видеоконтрольное устройство (ВКУ) 13. Линейный ИК поляризатор 8 устанавливается в схеме с возможностью вращения вокруг оптической 55 оси и фиксации положения его плоскости поляризации (азимута поляризации) под углами 0; 45; 90 и 135 относительно плоскости референции (плоскость ХОУ на фиг.1),Схема работает следующим образом, Собственное ИК излучение от наблюдаемого объекта проходит защитное окно и отражается от зеркала 2, Далее качающееся плоское зеркало 3 осуществляет оптико-механическое сканирование поверхности объектй по кадру, а вращающаяся призма 4 - сканиоование по строке. ИК излучение от обьекта потом проходит диафрагму 5, окуляр б, отражается от зеркала 7 и направляется на ИК поляризатор 8, конденсор 9 и попадает на приемник 10 излучения.Если азимут ь ИК поляризатора 8 равен Ы = О, то на выходе ИК приемника 10 в течение кадра формируется й хсигналов Чо(МЯ.). При азимутах поляризатора тп - 45 О тп = 90 сп = 135 аналогично формируются соответственно сигналы Ч 4 фй,Е), Чдо(й,1), Ч 1 зЯИЦ и й хот всех элементов разложения тепловизионного кадра,В блоке 11 памяти все эти четыре кадра запоминаются, а в блоке 12 обработки информации вся информация обрабатывается по выражениям (9) и (10), и непосредственно форма поверхности наблюдаемого обьекта внутри его контура для произвольной линии сканирования выводится на экран видеоконтрольного устройства 13.Таким образом, изобретенный способ тепловизионного распознавания формы обьекта позволяет определить форму внутри контура объекта.Формула изобретения Способ тепловизионного распознавания формы объекта, заключающийся в сканировании поверхности обьекта по строке и кадру, преобразовании оптического тепловизионного сигнала е электрический с последующим запоминанием электрического сигнала и формированием тепловизионного изображения обьекта, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности распознавания путем определения формы внутри контура обьекта перед преобразованием, оптического тепловизионного сигнала в электрический его поляриэуют и формируют четыре поляризационных тепловизионных изображения обьекта с азимутом поляризации каждое О, 45, 90 и 135, при этом форма обьекта определяется выра- жениями1667273 где Х,У,Е - декартовые координаты точек наповерхности обьекта;М,А - номер строки и номер элементастроки тепловизионного изображения,5 Чо, Ч 45, Чм и Ч 1 зь - величины видеосигналов четырех поляризационных изображений с азимутами поляризации О, 45, 90 и135:,а - постоянная. зависящая от материала10 поверхности объекта. О ЮЛ 7 ставитель О, Канатчиковахред М.Моргентал Корректор М, По дактор А. Маковская Тираж 407 Подписноественного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 каз 2535ВНИИПИ Г роизводственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 10
СмотретьЗаявка
4738971, 26.06.1989
НОВОСИБИРСКИЙ ИНСТИТУТ ИНЖЕНЕРОВ ГЕОДЕЗИИ, АЭРОФОТОСЪЕМКИ И КАРТОГРАФИИ, ПРЕДПРИЯТИЕ ПЯ М-5532
ТЫМКУЛ ВАСИЛИЙ МИХАЙЛОВИЧ, ТЫМКУЛ ЛЮБОВЬ ВАСИЛЬЕВНА, АНАНИЧ МАРИНА ИВАНОВНА, ГОЛУБЕВ ПЕТР ГЕРАСИМОВИЧ, СМАГИН СТЕПАН ГЕННАДЬЕВИЧ
МПК / Метки
МПК: H04N 5/33
Метки: объекта, распознавания, тепловизионного, формы
Опубликовано: 30.07.1991
Код ссылки
<a href="https://patents.su/4-1667273-sposob-teplovizionnogo-raspoznavaniya-formy-obekta.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентов СССР">Способ тепловизионного распознавания формы объекта</a>
Предыдущий патент: Устройство формирования видеосигнала
Следующий патент: Устройство селекции изолированных фигур телевизионного изображения
Случайный патент: Установка для косвенно-испарительного охлаждения воздуха