具有羅盤校準的熱成像相機的製作方法
2023-07-19 06:37:56 2
專利名稱：具有羅盤校準的熱成像相機的製作方法
技術領域：
本公開內容涉及磁羅盤，更具體地，涉及磁羅盤的校準。
背景技術：
熱成像相機用於各種情況。例如，在熱檢查建築物的牆壁和表面的建築物檢查期間經常使用熱成像相機。熱檢查可以檢測熱點(hot spot)、冷點(cold spot)、或廢熱(thermal waste)的其它區域。熱檢查還可以幫助檢測建築物中潮溼或過熱的機械或電氣設備。在已知建築物的熱分布的情況下，操作員可以迅速有效地採取校正行動。取決於相機的配置，熱成像相機可以包括在相機的操作過程中幫助確定用戶的取向的羅盤。羅盤在使用過程中可以提供由相機顯示的航向(heading)。當捕獲熱圖像時，還可以記錄由羅盤提供的航向。操作員可以在以後使用該航向來從基本上相同的取向捕獲同一場景的熱圖像。然後，操作員可以將後來捕獲的熱圖像與原始熱圖像進行比較，以監測場景隨時間推移的熱變化。在熱成像相機包括羅盤的應用中，偶爾校準羅盤以減小或消除羅盤所提供的航向中的任何不精確或不準確可以是有用的。這種不準確可能是由幹擾源(諸如電路或硬體引起的磁幹擾等)所引起的，或可能是由時間、溫度所引起的不準確等。
發明內容
一般而言，本公開內容針對用於校準熱成像相機中的電子羅盤的裝置和技術。在一些示例中，在校準例程期間，所述熱成像相機在三維空間中的多個物理取向上旋轉。在旋轉的同時，所述相機的處理器可以從安裝在所述相機中的磁傳感器接收測量結果，所述測量結果表示當所述熱成像相機處於給定取向時磁場的三個正交分量。在接收所述測量結果之後，所述處理器可以從所述多個測量結果產生多個數據點並顯示所述數據點的模擬三維標繪圖(plot)。在一些示例中，當隨著所述熱成像相機的物理取向變化而產生新的數據點時，所述模擬三維標繪圖基本上實時更新。所述模擬三維標繪圖對於幫助引導操作員選擇在其上旋轉所述相機的不同物理取向以收集另外的數據點方面是有用的。在一個不例中，描述了一種方法，包括在三維空間中的多個物理取向上旋轉熱成像相機。示例方法還包括當所述熱成像相機在所述三維空間中旋轉時，從安裝在所述熱成像相機中的磁傳感器接收多個測量結果，所述多個測量結果中的每一個表示當所述熱成像相機處於給定取向時磁場的三個正交分量。另外，所述方法涉及從所述多個測量結果產生多個數據點，所述多個數據點中的每一個與表示所述磁場的所述三個正交分量的所述多個測量結果中的一個相對應。根據所述示例，所述方法還包括在與所述熱成像相機相關聯的顯示器上顯示所述數據點的模擬三維標繪圖，其中當隨著所述熱成像相機的物理取向變化而產生新的數據點時，所述模擬三維標繪圖基本上實時更新。在另一示例中，描述了一種熱成像相機系統。所述熱成像相機系統包括:紅外相機模塊，其配置為捕獲目標場景的紅外(IR)圖像；磁傳感器，其與所述紅外相機模塊相關聯並且配置為感測磁場的三個正交分量；顯示器；以及處理器。根據所述示例，所述處理器配置為當所述磁傳感器的物理取向在三維空間中變化時從所述磁傳感器接收多個測量結果，所述多個測量結果中的每一個表示當所述磁傳感器處於給定取向時所述磁場的所述三個正交分量，並且從所述多個測量結果產生多個數據點，所述多個數據點中的每一個與表示所述磁場的所述三個正交分量的所述多個測量結果中的一個相對應。這個示例中的處理器還配置為控制所述顯示器以便顯示所述數據點的模擬三維標繪圖，當通過改變所述磁傳感器的所述物理取向而產生新的數據點時，所述模擬三維標繪圖基本上實時更新。在又一示例中，描述了一種非臨時性計算機可讀介質，所述介質包括使可編程處理器當熱成像相機的物理取向在三維空間中變化時從安裝在所述熱成像相機中的磁傳感器接收多個測量結果的指令，所述多個測量結果中的每一個表示當所述熱成像相機處於給定取向時磁場的三個正交分量。根據所述示例，所述介質還包括使所述可編程處理器從所述多個測量結果產生多個數據點的指令，所述多個數據點中的每一個與表示所述磁場的所述三個正交分量的所述多個測量結果中的一個相對應。另外，在所述示例中，所述介質包括使所述可編程處理器控制顯示器以便顯示所述數據點的模擬三維標繪圖的指令，當通過改變所述磁傳感器的所述物理取向而產生新的數據點時，所述模擬三維標繪圖基本上實時更新。在以下附圖和說明書中闡述了一個或多個示例的細節。通過說明書和附圖以及權利要求，其它特徵、目的和優點將會變得明顯。
圖1是示例熱成像相機的透視前視圖；圖2是圖1的示例熱成像相機的透視後視圖；圖3是示出圖1和2的熱成像相機的示例部件的功能框圖；圖4A-4F是在羅盤校準例程期間基本上實時產生的模擬三維標繪圖的示例圖像。
具體實施例方式以下詳細描述本質上是示例性的，並不意在限制本發明的範圍、適用性或配置。相反，以下描述提供了用於實施本發明的示例的一些實踐上的說明。對所選元件提供構造、材料、尺寸和製造工藝的示例，並且所有其它元件採用對本發明的本領域技術人員而言已知的構造、材料、尺寸和製造工藝。本領域的技術人員將認識到許多特定示例具有各種合適的
替代方案。熱成像相機可以用於檢測跨越所觀察的場景的熱圖案。熱成像相機可以檢測由場景發出的紅外輻射，並且將紅外輻射轉換成表明熱圖案的紅外圖像。在一些示例中，熱成像相機包括在操作過程中提供相機的取向的指示的羅盤。取向信息可以由相機來顯示，使得操作員能夠確定發射紅外輻射的方向。當操作員捕獲熱圖像時，也可以存儲取向信息。操作員可以使用與不同熱圖像相關聯的取向信息來識別和解釋圖像。例如，當查看建築物的不同側的熱圖像時，操作員可以使用取向信息來識別由特定熱圖像捕獲的建築物的特定側。操作員還可以使用取向信息來在以後從給定取向重新捕獲場景的熱圖像，使操作員能夠監測隨時間推移的場景的熱變化。
確保熱成像相機中的羅盤被準確校準可以幫助確保用戶在捕獲和查看熱圖像時接收準確的取向信息。良好校準的羅盤在併入到熱成像相機中之後和/或在隨後的熱成像相機操作過程中可能會失去校準精度。例如，由於硬鐵磁場幹擾，最初良好校準的羅盤在併入到熱成像相機中之後可能會失去校準精度。硬鐵磁場幹擾通常由諸如形成熱成像相機硬體或外殼的零件的磁化的鐵或鋼部件等鐵磁材料產生。例如，由於軟鐵磁場幹擾，羅盤也可能在操作過程中失去校準。軟鐵磁場幹擾通常由操作過程中熱成像相機內的項(item)產生。例如，在操作過程中熱成像相機內的電路板上的電流輸送跡線、揚聲器或軟磁材料可以產生時變磁場，其使由羅盤產生的取向信息失真。因為磁場幹擾可以導致熱成像相機內的良好校準的羅盤失去校準，所以偶爾重新校準羅盤以幫助確保由羅盤產生的取向信息的精度可以是有用的。根據本公開內容所描述的一些示例，描述了用於校準熱成像相機中的羅盤的技術。在一些示例中，該技術包括在三維空間中的多個物理取向上旋轉熱成像相機，並且從安裝在相機中的磁傳感器接收多個測量結果。多個測量結果中的每一個可以表示當熱成像相機處於給定取向時磁場的三個正交分量。此外，該技術可以包括從多個測量結果產生多個數據點，並且顯示數據點的模擬三維標繪圖。當隨著熱成像相機的物理取向變化而產生新的數據點時，模擬三維標繪圖基本上可以實時更新。許多熱成像相機的獨特重量分布和形狀可以使用戶難以在校準例程期間從統計上適當數量的不同取向收集數據點，潛在地破壞了校準的精度。然而，根據本公開內容中的一些示例中所描述的技術，當標繪圖基本上實時更新時，用戶可以查看模擬三維標繪圖以便確定如何改變相機的物理取向來收集與尚未觀察的相機的物理取向相關聯的測量結果。在一些示例中，模擬三維標繪圖配置為與相機在三維空間中的物理移動相一致地移動，從而顯示與熱成像相機的不同物理取向相對應的標繪圖的不同部分。將會參照 圖4A-4F描述在羅盤校準例程期間基本上實時產生的模擬三維標繪圖的不同示例圖像。然而，首先將會參照圖1-3描述示例熱成像相機系統。圖1和2分別示出了示例手持可攜式熱成像相機10的前視和後視透視圖，熱成像相機10包括外殼12、紅外透鏡組件14、可見光透鏡組件16、顯示器18、觸發控制器20和聚焦環24。外殼12容納熱成像相機10的各個部件。紅外透鏡組件14接收來自場景的紅外輻射，並將輻射聚焦在紅外檢測器上以產生場景的紅外圖像。可見光透鏡組件16接收來自場景的可見光，並且將可見光聚焦在可見光檢測器上以產生同一場景的可見光圖像。熱成像相機10響應按壓觸發控制器20來捕獲可見光圖像和/或紅外圖像。此外，例如，熱成像相機10控制顯示器18顯示由相機產生的紅外圖像和可見光圖像，以幫助操作員對場景進行熱檢查。用戶可以操縱可旋轉聚焦環24以調節紅外透鏡組件14的聚焦。如以下所更詳細描述的，熱成像相機10可以包括位於外殼12內的電子羅盤，其配置為產生與相機所指的方向相對應的取向信息(例如，航向信息)。電子羅盤可以包括磁傳感器，其配置為產生取決於相機在三維空間中的取向而變化的磁場信號。例如，電子羅盤可以包括三軸磁傳感器，其配置為產生與磁場的三個正交分量(例如，X、Y和Z分量)相對應的磁場信號。電子羅盤還可以包括加速度計，其產生取決於相機在三維空間中的取向而變化的加速度信號。例如，電子羅盤可以包括三軸加速度計，其配置為產生與物理空間中的三個正交方向(例如，Χ、γ和Z分量)相對應的加速度信號。熱成像相機10可以處理由羅盤產生的磁場強度信號和加速度計信號，以確定熱成像相機的取向，例如，與相對於地面和相機的外殼12的取向固定的絕對參考系(例如，X、Y、Z坐標系)相關。然後，熱成像相機10可以在存儲器中存儲取向信息，和/或在顯示器18上顯示取向信息。為了定義熱成像相機10在三維空間中的取向坐標，可以相對於與地球重力垂直的水平面定義三個姿態角。在圖1的示例中，參照與地球重力垂直的局部水平面定義航向角23、俯仰角(pitch angle) 25和橫搖角(roll angle) 27。航向角23 (也可以稱為方位角)是相對於磁北極變化的角。當繞Z軸旋轉熱成像相機10時，可以相對於磁北確定相機的航向。俯仰角25是圖1所示的X軸與水平面之間的角。當繞圖1所示的Y軸旋轉熱成像相機10且X軸向上移動時，俯仰角25可以在O度與正90度之間變化。當繞圖1所示的Y軸旋轉熱成像相機10且X軸向下移動時，俯仰角25可以在O度與負90度之間變化。橫搖角27是在圖1所示的Y軸與水平面之間變化的角。當繞圖1所示的X軸旋轉熱成像相機10且Y軸向上移動時，橫搖角27可以在O度與正90度之間變化，並且當繞圖1所示的X軸旋轉相機且Y軸向下移動時，橫搖角27可以在O度與負90度之間變化。在使用過程中，熱成像相機10可以在顯示器18上顯示表示處於三維空間中任何給定物理取向的相機的取向的信息。例如，熱成像相機10可以在顯示器18上顯示表示航向角23、俯仰角25和/或橫搖角27的信息。雖然熱成像相機10可以顯示任何合適的取向信息，但是用戶可以發現表示相對於磁北極變化的取向角的航向信息是最有用的。因此，在一個示例中，熱成像相機10配置為在顯示器18上顯示通過位於外殼12內的電子羅盤產生的航向信息。可以由熱成像相機10顯示的示例航向信息包括與相機所指的方向相對應的基本縱坐標信息(例如，N、NE、E、SE、S、SW、W、NW)、與相機所指的方向相對應的相對於磁北的偏轉角信息(例如，以度表示)等。為了確保熱成像相機10內的羅盤在相機的使用壽命期間提供準確的取向信息，可以定期校準羅盤。如以下將會參照圖3更詳細描述的，在校準例程期間可以校準熱成像相機10內的羅盤，在該校準例程期間在三維空間中改變相機的物理取向。熱成像相機內的電子羅盤(例如，相機內的磁傳感器部件和/或加速度計部件)可以產生隨相機在三維空間中的物理取向變化而變化的電信號。熱成像相機10可以處理在相機處於各種不同取向的時候產生的電信號測量結果，並確定適當的校正係數以便校準由相機產生的羅盤測量結果O為了在校準例程期間從熱成像相機10內的電子羅盤收集電信號測量結果，可以在三維空間中(例如，由操作員或機器)物理地旋轉相機。熱成像相機10可以繞圖1所示的X軸、Y軸和/或Z軸旋轉。在多個物理取向(例如，至少部分地與X、Y和Z軸相關)上旋轉熱成像相機10可以比在較少數量的物理取向上旋轉相機提供更全面的用於校準的數據集，這可以提高校準的精度。在一些示例中，熱成像相機10在三維空間中隨機地旋轉或不以預定的移動序列旋轉，以收集用於校準相機內的電子羅盤的測量結果。在其它示例中，熱成像相機10以預定的移動序列旋轉(例如，首先繞圖1所示的X軸，然後繞Y軸，再然後繞Z軸)，以便收集用於校準相機內的電子羅盤的測量結果。響應於熱成像相機10在三維空間中的物理旋轉，相機可以產生可以在顯示器18上被顯示為標繪圖的多個數據點。當相機處於給定取向時，每個數據點可以與從熱成像相機內的磁傳感器接收的電信號的幅度相對應。例如，當熱成像相機10包括三軸磁傳感器時，磁傳感器可以產生與磁傳感器的不同軸線相對應的三個電信號。一個電信號的幅度可以與關於第一方向(例如，圖1所示的X軸)上的熱成像相機10的局部磁場的強度(例如，幅度)相對應，另一電信號的幅度可以與第二方向(例如，圖1所示的Y軸)上的磁場的強度相對應，並且第三電信號的幅度可以與第三方向(例如，圖1所示的Z軸)上的磁場的強度相對應。當在熱成像相機10處於給定取向的同一時間測量三個電信號時，熱成像相機10可以產生數據點，其中該數據點一個坐標(例如，X坐標)基於第一電信號的幅度，該數據點的第二坐標(例如，Y坐標)基於第二電信號的幅度，並且該數據點的第三坐標(例如，Z坐標)基於第三電信號的幅度。數據點的坐標可以基於電信號的幅度，在該電信號中坐標的值被設定為等於電信號的值，坐標的值可以被設定為電信號的歸一化值，或者電信號的幅度另外可以用於確定坐標的值。將熱成像相機10物理旋轉到三維空間內的第一取向可以使相機產生第一數據點(例如，一組坐標)，而隨後將熱成像相機10旋轉到三維空間內的不同取向可以使相機產生另外的數據點(例如，一組坐標)。例如，熱成像相機10內的羅盤被校準的精度可以取決於在校準例程期間在其上旋轉相機的不同取向的數量和布置。然而，在收集磁傳感器測量結果中，操作員可能難以旋轉熱成像相機10來確定相機應當在哪個物理方向旋轉以便收集與尚未測試的物理取向相對應的傳感器測量結果。在一些示例中，熱成像相機10配置為在顯示器18上顯示在校準例程期間由相機產生的數據點的標繪圖。例如，熱成像相機10可以顯示數據點的模擬三維標繪圖。當通過改變熱成像相機的物理取向而產生新的數據點時，模擬三維標繪圖基本上可以實時更新。當標繪圖基本上實時更新時，操作員可以查看模擬三維標繪圖以便確定如何改變相機的物理取向來收集與尚未觀察的相機的物理取向相關聯的測量結果。在一些示例中，模擬三維標繪圖配置為與相機在三維空間中的物理移動相一致地移動，從而顯示與熱成像相機的不同物理取向相對應的標繪圖的不同部分。如以上所簡要描述的，熱成像相機10可以檢測由所觀察的場景發出的紅外輻射，並將紅外輻射轉換成紅外圖像。在操作中，熱成像相機10通過從場景接收以紅外波長光譜發射的能量並處理紅外能量以產生熱圖像來檢測場景中的熱圖案。在一些示例中，諸如圖1和2中的示例，熱成像相機10還可以通過接收可見光波長光譜中的能量並處理可見光能量以產生可見光圖像來產生同一場景的可見光圖像。在這些示例中，由熱成像相機10產生的紅外圖像表示特定時間段時的場景內的局部化溫度，而由相機產生的可見光圖像表示同一時間段時的同一場景。然而，在其它示例中，熱成像相機可以不配置為產生可見光圖像。熱成像相機10可以配置為顯示場景的熱圖像和/或同一場景的可見光圖像。由於這些和其它原因，熱成像相機10可以包括顯示器。在圖1和2的示例中，熱成像相機10包括顯示器18，其位於外殼12的與紅外透鏡組件14和可見光透鏡組件16相對的背面上。顯示器18可以配置為顯示可見光圖像、紅外圖像和/或同時顯示可見光圖像和紅外圖像的混合(blended)圖像。顯示器18還可以配置為顯示航向或其它通過熱成像相機10內的羅盤產生的取向信息。在不同的示例中，顯示器18可以遠離(例如，獨立於)熱成像相機10的紅外透鏡組件14和可見光透鏡組件16，或者顯示器18可以處於相對於紅外透鏡組件14和/或可見光透鏡組件16的不同空間布置中。因此，雖然圖2中示出顯示器18位於紅外透鏡組件14和可見光透鏡組件16的後面，但是對於顯示器18而言其它位置也是可能的。熱成像相機10可以包括用於控制相機的操作和調節相機不同設定的各種用戶輸入媒介。示例控制功能可以包括調節紅外和/或可見光光學元件的聚焦、打開/關閉快門、捕獲紅外和/或可見光圖像、啟動羅盤校準例程等。在圖1和2的示例中，熱成像相機10包括用於捕獲紅外和可見光圖像的可按壓觸發控制器20和用於控制相機其它方面操作的按鈕28。不同數量或布置的用戶輸入媒介是可能的，並且應當理解本公開內容並不限於此方面。例如，熱成像相機10可以包括觸控螢幕顯示器18，其通過按壓屏幕的不同部分來接收用戶輸入。圖3是示出熱成像相機10的示例的部件的功能框圖，其包括紅外相機模塊100、可見光相機模塊102、顯示器104、處理器106、用戶接口 108、存儲器110和電源112。熱成像相機10還包括磁傳感器113和加速度計115。處理器通信地耦接到紅外相機模塊100、可見光相機模塊102、顯示器104、用戶界面108、存儲器110、磁傳感器113、和加速度計115。電源112給熱成像相機10的各個部件提供操作功率，並且在一些示例中，電源112可以包括可再充電或不可再充電的電池和功率產生電路。在熱成像相機10的操作過程中，處理器106藉助於與存儲在存儲器110中的程序信息相關聯的指令控制紅外相機模塊100和可見光相機模塊102，以產生目標場景的可見光圖像和紅外圖像。處理器106還控制顯示器104顯示由熱成像相機10產生的可見光圖像和/或紅外圖像。在一些另外的示例中，處理器106基於從磁傳感器113和加速度計115接收的測量結果，藉助於存儲在存儲器110的指令確定熱成像相機10的取向(例如，相機的航向)。處理器106可以控制顯示器104顯示在操作期間所確定的相機的取向。處理器106還可以將所確定的取向存儲在存儲器110中。例如，通過按壓觸發控制器20 (圖1)，處理器106可以捕獲所觀察場景的可見光圖像和/或紅外圖像，並將(一個或多個)圖像存儲在存儲器110中。處理器106還可以將捕獲(一個或多個)圖像時所確定的相機的取向存儲在存儲器110中。磁傳感器113配置為測量傳感器附近的磁場強度。磁傳感器113可以包括多個軸線，其中磁傳感器的每個軸線配置為測量傳感器附近的磁場的不同正交分量。例如，磁傳感器113可以是三軸磁傳感器(例如，三軸磁力計)，其配置為測量磁傳感器附近的磁場的三個正交分量(例如，X、Y和Z分量)。傳感器附近的磁場可以是地球磁場和偽磁場(例如，由硬鐵磁場幹擾和/或軟鐵磁場幹擾所產生的)的組合。在使用過程中，處理器106可以在任何給定時間從磁傳感器113接收電信號，該電信號表示由磁傳感器測量的磁場強度。例如，在磁傳感器113是三軸磁傳感器的實例中，處理器106可以從磁傳感器接收三個不同的電信號,其中每個電信號與傳感器附近的磁場的不同正交分量的強度相對應。處理器106可以接收與三軸磁傳感器的第一軸線相關聯的第一測量結果、與三軸磁傳感器的第二軸線相關聯的第二測量結果、和與三軸磁傳感器的第三軸線相關聯的第三測量結果。可以在基本上同一時間(例如，當熱成像相機處於給定物理取向時)捕獲或產生三個測量結果，或者可以在不同時間捕獲或產生三個測量結果。在任一示例中，從磁傳感器113接收的電信號的幅度可以隨熱成像相機10在三維空間中的物理取向變化而變化。在圖3的示例中，熱成像相機10還包括加速度計115。加速度計115配置為產生指示熱成像相機10所經受的加速力的加速度信號。與磁傳感器113 —樣，加速度計115可以包括測量施加到熱成像相機10的加速度力的不同正交分量的多個軸線。例如，加速度計115可以是三軸加速度計，其中加速度計的每個軸線配置為產生與物理空間中的不同正交方向(例如，X、Y和Z分量)相對應的加速度信號。處理器106可以在任何給定時間從加速度計115接收電信號，該電信號表不由傳感器測量的加速度力的幅度。例如，在加速度計115是三軸加速度計的實例中，處理器106可以從傳感器接收三個不同的電信號，其中每個電信號與三維空間中不同正交方向上的加速度力的強度相對應。處理器106可以接收與三軸加速度計的第一軸線相關聯的第一測量結果、與三軸加速度計的第二軸線相關聯的第二測量結果、和與三加速度計的第三軸線相關聯的第三測量結果。可以在基本上同一時間(例如，當熱成像相機處於給定物理取向時)捕獲或產生三個測量結果，或者可以在不同時間捕獲或產生三個測量結果。另外，在基本上同一時間從加速度計115捕獲的測量結果與在不同時間從磁傳感器113捕獲的測量結果相對應。磁傳感器113和加速度計115可以包括定義電子羅盤的熱成像相機10內的硬體的至少部分。雖然磁傳感器113和加速度計115在圖3的示例中示出為獨立部件，但是在其它示例中，磁傳感器和加速度計可以由諸如MEMS (微機電系統)封裝等單個部件來定義。另外，在其它示例中，熱成像相機10可以不包括加速度計115。當熱成像相機10配置 為具有磁傳感器113和加速度計115時，處理器106可以確定相機在三維空間中的物理取向。熱成像相機10可以處理由羅盤產生的磁場強度信號和/或加速度計信號，以確定熱成像相機的取向，該取向例如與相對於地面和相機的外殼12的取向固定的絕對參考系(例如，X、Y、Z坐標系)相關。然後，熱成像相機10可以在存儲器中存儲取向信息，和/或在顯示器18上顯示該取向信息。例如，處理器106可以按如下確定俯仰角25 (圖1)和橫搖角27:等式⑴:俯仰角
權利要求
1.一種獲得三維標繪圖的方法，包括: 在三維空間中的多個物理取向上旋轉熱成像相機； 當所述熱成像相機在所述三維空間中旋轉時，從安裝在所述熱成像相機中的磁傳感器接收多個測量結果，所述多個測量結果中的每一個表示當所述熱成像相機處於給定取向時磁場的三個正交分量； 從所述多個測量結果產生多個數據點，所述多個數據點中的每一個與表示所述磁場的所述三個正交分量的所述多個測量結果中的一個相對應；以及 在與所述熱成像相機相關聯的顯示器上顯示所述數據點的模擬三維標繪圖， 其中，當隨著所述熱成像相機的物理取向變化而產生新的數據點時，所述模擬三維標繪圖基本上實時更新。
2.一種獲得三維標繪圖的方法，包括: 在三維空間中的多個物理取向上旋轉安裝在熱成像相機中的磁傳感器； 當所述磁傳感器在所述三維空間中旋轉時，從所述磁傳感器接收多個測量結果，所述多個測量結果中的每一個表示當所述磁傳感器處於給定取向時磁場的三個正交分量； 從所述多個測量結果產生多個數據點，所述多個數據點中的每一個與表示所述磁場的所述三個正交分量的所述多個測量結果中的一個相對應；以及 在與所述熱成像相機相關聯的顯示器上顯示所述數據點的模擬三維標繪圖， 其中，當隨著所述磁傳感器的物理取向變化而產生新的數據點時，所述模擬三維標繪圖基本上實時更新。
3.根據權利要求2所述的方法，其中: 所述磁傳感器的旋轉通過在三維空間中的所述多 個物理取向上旋轉所述熱成像相機來實現； 當旋轉所述熱成像相機時實現所述從所述磁傳感器接收所述多個測量結果，所述多個測量結果中的每一個表示當所述熱成像相機處於給定取向時所述磁場的所述三個正交分量；並且 當隨著所述熱成像相機的物理取向變化而產生新的數據點時，所述模擬三維標繪圖基本上實時更新。
4.一種熱成像相機系統，包括: 紅外相機模塊，其配置為捕獲目標場景的紅外(IR)圖像； 磁傳感器，其與所述紅外相機模塊相關聯並且配置為感測磁場的三個正交分量； 顯不器；以及 處理器，其配置為:當所述磁傳感器的物理取向在三維空間中變化時從所述磁傳感器接收多個測量結果，所述多個測量結果中的每一個表示當所述磁傳感器處於給定取向時所述磁場的所述三個正交分量；從所述多個測量結果產生多個數據點，所述多個數據點中的每一個與表示所述磁場的所述三個正交分量的所述多個測量結果中的一個相對應；並且控制所述顯示器以便顯示所述數據點的模擬三維標繪圖，當通過改變所述磁傳感器的所述物理取向而產生新的數據點時，所述模擬三維標繪圖基本上實時更新。
5.一種包括指令的非臨時性計算機可讀介質，所述指令使可編程處理器執行以下步驟:當熱成像相機的物理取向在三維空間中變化時從安裝在所述熱成像相機中的磁傳感器接收多個測量結果，所述多個測量結果中的每一個表示當所述熱成像相機處於給定取向時磁場的三個正交分量； 從所述多個測量結果產生多個數據點，所述多個數據點中的每一個與表示所述磁場的所述三個正交分量的所述多個測量結果中的一個相對應；以及 控制顯示器以便顯示所述數據點的模擬三維標繪圖，當通過改變所述磁傳感器的所述物理取向而產生新的數據點時，所述模擬三維標繪圖基本上實時更新。
6.根據權利要求1、2或3所述的方法，根據權利要求4所述的系統或者根據權利要求5所述的介質,其中，所述多個數據點中的每一個數據點包括三個坐標，每一個坐標對應於與所述數據點相關聯的所述磁場測量結果的所述正交分量中的一個。
7.根據前述權利要求中的任一項所述的方法、系統或介質，其中，所述模擬三維標繪圖基本上為球形。
8.根據前述權利要求中的任一項所述的方法、系統或介質，其中，所述三維標繪圖配置為在被顯示的同時旋轉以便顯示所述標繪圖的不同部分上的數據點。
9.根據前述權利要求中的任一項所述的方法、系統或介質，其中，所述三維標繪圖配置為在所述磁傳感器和/或任選地所述熱成像相機的所述物理取向變化的同時旋轉，以便顯示與所述磁傳感器和/或任選地所述熱成像相機的不同物理取向相對應的所述標繪圖的不同部分。
10.根據前述權利要求中的任一項所述的方法、系統或介質，其中，所述三維標繪圖配置為在所述熱成像相機的所述物理取向保持靜止的同時旋轉。
11.根據前述權利要求中的任一項所述的方法、系統或介質，其中，所述磁傳感器包括三軸磁力計。
12.根據前述權利要求中的任一項所述的方法、系統或介質，其中，所述磁傳感器具有三個軸線，並且對於所述多個數據點中的每一個而言，接收多個測量結果包括接收與所述磁傳感器的第一軸線相關聯的第一測量結果、接收與所述磁傳感器的第二軸線相關聯的第二測量結果、和接收與所述磁傳感器的第三軸線相關聯的第三測量結果。
13.根據權利要求12所述的方法、系統或介質，其中，對於所述多個數據點中的每一個而言，由所述多個測量結果產生多個數據點包括使所述第一測量結果與所述第二測量結果和所述第三測量結果相關聯，所述第一、第二和第三測量結果均在同一給定時間被捕獲。
14.根據前述權利要求中的任一項所述的方法、系統或介質，其中，所述多個數據點中的每一個數據點包括基於第一方向上的所述磁場的幅度的第一坐標、基於與所述第一方向正交的第二方向上的所述磁場的幅度的第二坐標、和基於與所述第二方向正交的第三方向上的所述磁場的第三坐標。
15.根據前述權利要求中的任一項所述的方法、系統或介質，還包括:指導用戶如何改變磁傳感器和/或任選地所述熱成像相機的所述物理取向，以便向所述模擬三維標繪圖的未填充數據點的部分添加數據點。
16.根據前述權利 要求中的任一項所述的方法、系統或介質，還包括:向用戶指示已經收集到足夠數量的數據點，從而所述磁傳感器和/或任選地所述熱成像相機的所述物理取向在所述三維空間中能夠停止變化。
17.根據權利要求8至16中的任一項所述的系統，其中，所述處理器配置為: 當從屬於至少權利要求8、9或10時，控制所述顯示器旋轉所述三維標繪圖； 當從屬於至少權利要求12時，接收所述多個測量結果； 當從屬於至少權利要求13時，產生所述多個數據點；和/或 當從屬於至少權利要求15和/或16時，指導所述用戶。
18.根據權利要求8至16中的任一項所述的介質，還包括指令，所述指令使所述可編程處理器執行以下步驟: 當從屬於至少權利要求8、9或10時，控制所述顯示器旋轉所述三維標繪圖； 當從屬於至少權利要求12時，接收所述多個測量結果； 當從屬於至少權利要求13時，產生所述多個數據點；和/或 當從屬於至少 權利要求15和/或16時，指導所述用戶。
全文摘要
本發明公開了一種具有羅盤校準的熱成像相機。所述熱成像相機可以包括在組裝所述熱成像相機之後可以被校準的電子羅盤。所述電子羅盤可以包括配置為感測磁場的三個正交分量的磁傳感器。在一些示例中，所述相機包括處理器，所述處理器配置為當所述磁傳感器的物理取向在三維空間中變化時從所述磁傳感器接收多個測量結果。所述處理器可以由所述多個測量結果產生多個數據點並且控制顯示器以便顯示所述數據點的模擬三維標繪圖。所述處理器可以控制所述顯示器，使得當通過改變所述磁傳感器的所述物理取向而產生新的數據點時所述顯示器基本上實時更新。
文檔編號H04N5/33GK103175616SQ20121055492
公開日2013年6月26日 申請日期2012年12月19日 優先權日2011年12月20日
發明者T·海因克 申請人:弗盧克公司