基於OpenCV及OpenGL的三維熱像方法
2023-08-08 02:21:16 2
專利名稱：基於OpenCV及OpenGL的三維熱像方法
技術領域：
本發明涉及一種三維熱像方法，尤其涉及一種基於OpenCV及OpenGL的三維熱像方法。
背景技術：
紅外熱像技術是利用紅外探測器將不可見的紅外輻射轉換成可見圖像的一種技 術。紅外熱像儀是一種把紅外輻射轉換成可見圖像的裝置，其表達形式是紅外熱像圖。紅 外熱像儀獲得的是物體的二維輻射熱圖，計算出來的只是一個面上的溫度分布，應用受到 一定限制。目前航空航天、國防軍事、工業各部門對三維立體紅外熱像技術的需求巨大。急 需目標空間紅外特性的測量方法與手段。本方法針對傳統紅外熱像儀無法獲得目標三維紅外熱圖的問題，提出一種基於 OpenCV及OpenGL的三維熱像測試軟硬體技術，它以多路數字紅外攝像機結合光學窄帶濾 光片進行目標空間紅外輻射傳感。軟體編程中利用OpenCV進行紅外攝像機參數標定及光 譜層析矩陣迭代重建運算，並利用OpenGL實現最終三維熱像顯示。本專利適用於熱流場三 維熱像的測試與顯示。
發明內容
本發明的目的在於提供一種基於OpenCV及OpenGL的三維熱像方法，以多路數字 紅外攝像機結合光學窄帶濾光片進行目標空間紅外輻射傳感，利用OpenCV進行紅外攝像 機參數標定及光譜層析矩陣迭代重建運算，並利用OpenGL實現最終三維熱像顯示。本發明是這樣來實現的，其特徵是方法為1)計算機軟體編程中，利用OpenCV計算機視覺庫中的CvCam模塊讀取攝像頭數 據，並轉換為光譜強度數字圖像數據文件；2)利用OpenCV中的CxCore模塊及CvMat矩陣類，實現光譜層析矩陣迭代重建運 算，得到三維發射係數及溫度分布；3)由OpenGL函數庫調於基於OpenCV重建得到的目標空間坐標點及溫度數據，實 現最終三維熱像顯示。本發明的優點是可得到待測目標空間的三維熱場分布並顯示，可解決傳統紅外 熱像儀無法獲得目標三維紅外熱圖的問題。
圖1為本發明的結構示意圖。在圖中，1、待測目標2、窄帶濾光片3、紅外鏡頭4、數字紅外攝像機5、USB接口 6、 計算機7、OpenCV計算機視覺庫7_1、Cv模塊7_2、CvCam模塊7_3CxCore模塊8、顯示器9、 OpenGL0
具體實施例方式本發明的具體實施方式
如圖1所示，待測目標1向空間各方向輻射紅外信息，在測 試區域選擇若干合適的測試位置安放多路數字紅外攝像機4，每臺數字紅外攝像機的規格 均相同，且安裝相同的紅外鏡頭3，前面配以光學窄帶濾光片2，以對待測目標1若干方向的 對應某一紅外波長的輻射能量進行傳感，其視頻輸出通過USB接口 5連接計算機6，計算機 6軟體編程中，採用基於OpenCV計算機視覺庫7及0penGL9顯示的技術。OpenCV,全稱 open source computer vision library,是由 Intel 公司資助的開 源計算機視覺庫。它由一系列C函數和少量C++類構成，實現了圖像處理和計算機視覺方 面的很多通用算法，是一種二次開發的理想工具。OpenGL，全稱open graphics library，是 SGI公司發布的性能卓越的三維圖形編程接口。編程中，首先利用OpenCV計算機視覺庫7中的Cv模塊7_1進行多路數字紅外 攝像機4參數標定，然後用OpenCV計算機視覺庫7中的CvCam模塊7_2讀取多路數字紅 外攝像機4輸出經USB接口 5輸入視頻數據，並轉換為光譜強度數字圖像數據文件。標 定後的參數數據及轉換後的數字圖像數據送入OpenCV中的CxCore模塊7_3，結合CvMat 矩陣類，實現光譜層析矩陣迭代重建運算，得到三維發射係數及溫度分布。運算結果送給 0penGL9，由 0penGL9 中繪製基本幾何圖元的函數，如 glEnableO、glHint、glRotatef 、 glVertex3d等gl的核心庫函數，調於基於OpenCV重建得到的目標空間坐標點及溫度數 據，在顯示器8上實現最終三維熱像顯示。
權利要求
一種基於OpenCV及OpenGL的三維熱像方法，其特徵為1)計算機軟體編程中，利用OpenCV計算機視覺庫中的CvCam模塊讀取攝像頭數據，並轉換為光譜強度數字圖像數據文件；2)利用OpenCV中的CxCore模塊及CvMat矩陣類，實現光譜層析矩陣迭代重建運算，得到三維發射係數及溫度分布；3)由OpenGL函數庫調於基於OpenCV重建得到的目標空間坐標點及溫度數據，實現最終三維熱像顯示。
全文摘要
一種基於OpenCV及OpenGL的三維熱像方法，其特徵為1)計算機軟體編程中，利用OpenCV計算機視覺庫中的CvCam模塊讀取攝像頭數據，並轉換為光譜強度數字圖像數據文件；2)利用OpenCV中的CxCore模塊及CvMat矩陣類，實現光譜層析矩陣迭代重建運算，得到三維發射係數及溫度分布；3)由OpenGL函數庫調於基於OpenCV重建得到的目標空間坐標點及溫度數據，實現最終三維熱像顯示。
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 優先權日2010年7月20日
發明者萬雄, 張志敏, 鄧小銘, 高益慶 申請人:南昌航空大學