專利名稱：基于OpenCV及OpenGL的三維熱像方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種三維熱像方法，尤其涉及一種基于OpenCV及OpenGL的三維熱像方法。
背景技術(shù)：
紅外熱像技術(shù)是利用紅外探測器將不可見的紅外輻射轉(zhuǎn)換成可見圖像的一種技 術(shù)。紅外熱像儀是一種把紅外輻射轉(zhuǎn)換成可見圖像的裝置，其表達(dá)形式是紅外熱像圖。紅 外熱像儀獲得的是物體的二維輻射熱圖，計(jì)算出來的只是一個面上的溫度分布，應(yīng)用受到 一定限制。目前航空航天、國防軍事、工業(yè)各部門對三維立體紅外熱像技術(shù)的需求巨大。急 需目標(biāo)空間紅外特性的測量方法與手段。本方法針對傳統(tǒng)紅外熱像儀無法獲得目標(biāo)三維紅外熱圖的問題，提出一種基于 OpenCV及OpenGL的三維熱像測試軟硬件技術(shù)，它以多路數(shù)字紅外攝像機(jī)結(jié)合光學(xué)窄帶濾 光片進(jìn)行目標(biāo)空間紅外輻射傳感。軟件編程中利用OpenCV進(jìn)行紅外攝像機(jī)參數(shù)標(biāo)定及光 譜層析矩陣迭代重建運(yùn)算，并利用OpenGL實(shí)現(xiàn)最終三維熱像顯示。本專利適用于熱流場三 維熱像的測試與顯示。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種基于OpenCV及OpenGL的三維熱像方法，以多路數(shù)字 紅外攝像機(jī)結(jié)合光學(xué)窄帶濾光片進(jìn)行目標(biāo)空間紅外輻射傳感，利用OpenCV進(jìn)行紅外攝像 機(jī)參數(shù)標(biāo)定及光譜層析矩陣迭代重建運(yùn)算，并利用OpenGL實(shí)現(xiàn)最終三維熱像顯示。本發(fā)明是這樣來實(shí)現(xiàn)的，其特征是方法為1)計(jì)算機(jī)軟件編程中，利用OpenCV計(jì)算機(jī)視覺庫中的CvCam模塊讀取攝像頭數(shù) 據(jù)，并轉(zhuǎn)換為光譜強(qiáng)度數(shù)字圖像數(shù)據(jù)文件；2)利用OpenCV中的CxCore模塊及CvMat矩陣類，實(shí)現(xiàn)光譜層析矩陣迭代重建運(yùn) 算，得到三維發(fā)射系數(shù)及溫度分布；3)由OpenGL函數(shù)庫調(diào)于基于OpenCV重建得到的目標(biāo)空間坐標(biāo)點(diǎn)及溫度數(shù)據(jù)，實(shí) 現(xiàn)最終三維熱像顯示。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是可得到待測目標(biāo)空間的三維熱場分布并顯示，可解決傳統(tǒng)紅外 熱像儀無法獲得目標(biāo)三維紅外熱圖的問題。


圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。在圖中，1、待測目標(biāo)2、窄帶濾光片3、紅外鏡頭4、數(shù)字紅外攝像機(jī)5、USB接口 6、 計(jì)算機(jī)7、OpenCV計(jì)算機(jī)視覺庫7_1、Cv模塊7_2、CvCam模塊7_3CxCore模塊8、顯示器9、 OpenGL0
具體實(shí)施例方式本發(fā)明的具體實(shí)施方式
如圖1所示，待測目標(biāo)1向空間各方向輻射紅外信息，在測 試區(qū)域選擇若干合適的測試位置安放多路數(shù)字紅外攝像機(jī)4，每臺數(shù)字紅外攝像機(jī)的規(guī)格 均相同，且安裝相同的紅外鏡頭3，前面配以光學(xué)窄帶濾光片2，以對待測目標(biāo)1若干方向的 對應(yīng)某一紅外波長的輻射能量進(jìn)行傳感，其視頻輸出通過USB接口 5連接計(jì)算機(jī)6，計(jì)算機(jī) 6軟件編程中，采用基于OpenCV計(jì)算機(jī)視覺庫7及0penGL9顯示的技術(shù)。OpenCV,全稱 open source computer vision library,是由 Intel 公司資助的開 源計(jì)算機(jī)視覺庫。它由一系列C函數(shù)和少量C++類構(gòu)成，實(shí)現(xiàn)了圖像處理和計(jì)算機(jī)視覺方 面的很多通用算法，是一種二次開發(fā)的理想工具。OpenGL，全稱open graphics library，是 SGI公司發(fā)布的性能卓越的三維圖形編程接口。編程中，首先利用OpenCV計(jì)算機(jī)視覺庫7中的Cv模塊7_1進(jìn)行多路數(shù)字紅外 攝像機(jī)4參數(shù)標(biāo)定，然后用OpenCV計(jì)算機(jī)視覺庫7中的CvCam模塊7_2讀取多路數(shù)字紅 外攝像機(jī)4輸出經(jīng)USB接口 5輸入視頻數(shù)據(jù)，并轉(zhuǎn)換為光譜強(qiáng)度數(shù)字圖像數(shù)據(jù)文件。標(biāo) 定后的參數(shù)數(shù)據(jù)及轉(zhuǎn)換后的數(shù)字圖像數(shù)據(jù)送入OpenCV中的CxCore模塊7_3，結(jié)合CvMat 矩陣類，實(shí)現(xiàn)光譜層析矩陣迭代重建運(yùn)算，得到三維發(fā)射系數(shù)及溫度分布。運(yùn)算結(jié)果送給 0penGL9，由 0penGL9 中繪制基本幾何圖元的函數(shù)，如 glEnableO、glHint()、glRotatef ()、 glVertex3d()等gl的核心庫函數(shù)，調(diào)于基于OpenCV重建得到的目標(biāo)空間坐標(biāo)點(diǎn)及溫度數(shù) 據(jù)，在顯示器8上實(shí)現(xiàn)最終三維熱像顯示。
權(quán)利要求
一種基于OpenCV及OpenGL的三維熱像方法，其特征為1)計(jì)算機(jī)軟件編程中，利用OpenCV計(jì)算機(jī)視覺庫中的CvCam模塊讀取攝像頭數(shù)據(jù)，并轉(zhuǎn)換為光譜強(qiáng)度數(shù)字圖像數(shù)據(jù)文件；2)利用OpenCV中的CxCore模塊及CvMat矩陣類，實(shí)現(xiàn)光譜層析矩陣迭代重建運(yùn)算，得到三維發(fā)射系數(shù)及溫度分布；3)由OpenGL函數(shù)庫調(diào)于基于OpenCV重建得到的目標(biāo)空間坐標(biāo)點(diǎn)及溫度數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)最終三維熱像顯示。
全文摘要
一種基于OpenCV及OpenGL的三維熱像方法，其特征為1)計(jì)算機(jī)軟件編程中，利用OpenCV計(jì)算機(jī)視覺庫中的CvCam模塊讀取攝像頭數(shù)據(jù)，并轉(zhuǎn)換為光譜強(qiáng)度數(shù)字圖像數(shù)據(jù)文件；2)利用OpenCV中的CxCore模塊及CvMat矩陣類，實(shí)現(xiàn)光譜層析矩陣迭代重建運(yùn)算，得到三維發(fā)射系數(shù)及溫度分布；3)由OpenGL函數(shù)庫調(diào)于基于OpenCV重建得到的目標(biāo)空間坐標(biāo)點(diǎn)及溫度數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)最終三維熱像顯示。
文檔編號G01J5/00GK101930625SQ201010231628
公開日2010年12月29日 申請日期2010年7月20日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月20日
發(fā)明者萬雄, 張志敏, 鄧小銘, 高益慶 申請人:南昌航空大學(xué)