可见红外一体化相机系统及其成像方法

技术领域

本发明涉及无人机成像技术领域，尤其涉及一种可见红外一体化 相机系统及其成像方法。

背景技术

红外线摄影的基本原则其实跟一般摄影是一样的，都是利用光线 照在物体上反射经过镜片到相机内成像，区别只是在可见光与红外光 的不同罢了。太阳光内含丰富多样的光线，当然也包含红外光，当阳 光照在物体上反射到我们的眼睛及相机内时，其实我们已经接受到了 红外光，但我们的视神经没有感应到。相机其实也接受到了红外光， 但一般底片一样是无法感应，传统的红外线摄影要靠红外线专用底片， 而数字相机用的CCD或CMOS本身就可感应到红外线，在夜视技 术没出现之前或技术不发达时，单凭人眼是很难在夜间观察目标及环 境的。

目前，由于材料和工艺限制，红外探测器一般像素比较低，分辨 率比较差，采集到的图像一般比较模糊，清晰度较低。

发明内容

本发明提供一种可见红外一体化相机系统及其成像方法，用以解 决现有技术中采集到的图像像素较低，分辨率较差，清晰度低的缺陷。

本发明提供一种可见红外一体化相机系统，包括：前置成像单元、 分光单元、红外相机单元、可见光相机单元和图像融合单元；其中，

地物样品和所述分光单元分别位于所述前置成像单元的物面和 像面，所述红外相机单元和所述可见光相机单元分别位于所述分光单 元的第一出射光路和第二出射光路；

所述图像融合单元同时位于所述红外相机单元的成像端和所述 可见光相机单元的成像端，用于将采集到的红外光成像和可见光成像 进行图像融合处理。

其中，还包括POS信息采集单元，所述POS信息采集单元分别 与所述红外相机单元和所述可见光相机单元信号连接，用于采集红外 光成像的位置信息和可见光成像的位置信息。

其中，还包括图像拼接单元，所述图像拼接单元位于所述图像融 合单元的成像端，用于将融合后的图像进行拼接。

其中，还包括图传电台，所述图传电台与所述图像融合单元信号 连接，用于将融合后的图像传输至服务器或终端设备。

其中，还包括电源模块，所述电源模块分别与所述红外相机单元、 所述可见光相机单元、所述POS信息采集单元和所述图像融合单元 电连接。

其中，所述前置成像单元包括成像透镜和准直透镜，地物样品位 于所述成像透镜的物面，所述准直透镜位于所述成像透镜的像面。

其中，所述分光单元包括二向色镜。

本发明实施例还提供一种根据本发明的可见红外一体化相机系 统的成像方法，包括：

S1、采集地物样品发出的光和/或反射光；

S2、将采集到的所述光和/或所述反射光分为可见光和红外光；

S3、将所述可见光进行成像，将所述红外光进行成像；

S4、将可见光成像与红外光成像进行图像融合处理。

其中，所述S3还包括：采集并记录所述可见光成像和所述红外 光成像时的位置信息；

还包括：S5、根据所述位置信息，将融合后的图像进行拼接处理。

其中，还包括：将融合后的图像传输至服务器或终端设备。

本发明提供的一种可见红外一体化相机系统及其成像方法，通过 前置成像单元采集地物样品发出的光和/或反射光，由分光单元将光 分为可见光波段和红外波段，并分别通过可见光相机单元和红外相机 单元进行成像，采用图像融合技术将红外图像与可见光图像进行融合， 得到高分辨率的红外图像，兼顾了可见光相机的高分辨率和红外相机的探测能力。

附图说明

为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案，下面将对实 施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见 地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术 人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得 其他的附图。

图1是本发明提供的可见红外一体化相机系统的模块示意图；

图2是本发明提供的成像方法的流程示意图。

附图标记：

1：前置成像单元；2：分光单元；3：红外相机单元；

4：可见光相机单元；5：POS信息采集单元；6：电源模块；

7：图像融合单元；8：图传电台。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发 明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然， 所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于 本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提 下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

下面结合图1描述本发明的一种可见红外一体化相机系统，包括： 前置成像单元1、分光单元2、红外相机单元3、可见光相机单元4 和图像融合单元7；其中，

地物样品和分光单元2分别位于前置成像单元1的物面和像面， 红外相机单元3和可见光相机单元4分别位于分光单元2的第一出射 光路和第二出射光路；

图像融合单元7同时位于红外相机单元3的成像端和可见光相机 单元4的成像端，用于将采集到的红外光成像和可见光成像进行图像 融合处理。

具体地，前置成像单元1用于采集地物样品发出的光和/或反射 光并成像，可采用成像透镜，根据需求一般设置为无限远焦距。

具体地，分光单元2包括二向色镜，将前置成像单元1收集到的 光按照波长分为两束，分别为可见光波段和红外波段，可见光波段光 束通过第二出射光路传输给可见光相机单元4，可见光波段光束通过 第一出射光路传输给红外相机单元3。

具体地，可见光相机单元4由可见光相机组成，用于对收集的可 见光进行成像。红外相机单元3由红外相机组成，用于对收集的红外 光进行成像。

具体地，图像融合单元7可采用融合电路，用于将可见光相机单 元4生成的可见光成像和红外相机单元3生成的红外光图像进行融合 处理，融合后获取高分辨率红外图像。应当理解的是：图像融合技术 (Image Fusion)是指将多源信道所采集到的关于同一目标的图像数 据经过图像处理和计算机技术等，最大限度的提取各自信道中的有利 信息，最后综合成高质量的图像，以提高图像信息的利用率、改善计 算机解译精度和可靠性、提升原始图像的空间分辨率和光谱分辨率， 利于监测。为了提高计算速度，采用FPGA将图形融合算法固化在电 路板上，如此，仅仅将融合后的图像回传，减少了数据量和图传负担。

本发明提供的一种可见红外一体化相机系统及其成像方法，通过 前置成像单元1采集地物样品发出的光和/或反射光，由分光单元2 将光分为可见光波段和红外波段，并分别通过可见光相机单元4和红 外相机单元3进行成像，采用图像融合技术将红外图像与可见光图像 进行融合，得到高分辨率的红外图像，兼顾了可见光相机的高分辨率 和红外相机的探测能力。

在其中一个实施例中，可见红外一体化相机系统还包括POS信 息采集单元5，POS信息采集单元5分别与红外相机单元3和可见光 相机单元4信号连接，用于采集红外光成像的位置信息和可见光成像 的位置信息。在本实施例中，在红外光和可见光成像时，同时采用 POS信息采集单元5采集并记录POS信息(即位置信息)。

进一步地，可见红外一体化相机系统还包括图像拼接单元，图像 拼接单元位于图像融合单元7的成像端，用于将融合后的图像进行拼 接。若有多张融合后的图像需要进行拼接，则根据上述采集到的POS 信息进行图像拼接。

在其中一个实施例中，可见红外一体化相机系统还包括图传电台 8，图传电台8与图像融合单元7信号连接，用于将融合后的图像传 输至服务器或终端设备。在本实施例中，通过图传电台8将融合好后 的图像传输给地面设备(即服务器或终端设备等)。

在其中一个实施例中，可见红外一体化相机系统还包括电源模块 6，电源模块6分别与红外相机单元3、可见光相机单元4、POS信息 采集单元5和图像融合单元7电连接，通过电源模块6给上述各个单 元进行供电。具体地，电源模块6包括电池和电压转换器，电池提供 稳定的直流电源，电压转换器为以上设备转换电压。

在其中一个实施例中，前置成像单元1包括成像透镜和准直透镜， 地物样品位于成像透镜的物面，准直透镜位于成像透镜的像面。在本 实施例中，由成像透镜采集到的光路经准直透镜准直后才传到分光单 元2，保证成像准确。

下面结合图2描述本发明的一种成像方法，包括：

S1、通过前置成像单元1，采集地物样品发出的光和/或反射光；

S2、通过分光单元2，将采集到的光和/或反射光分为可见光和红 外光；

S3、通过可见光相机单元4，将可见光进行成像；通过红外相机 单元3，将红外光进行成像；同时，通过POS信息采集单元5，采集 并记录可见光成像和红外光成像时的位置信息；

S4、通过图像融合单元7，将可见光成像与红外光成像进行图像 融合处理，可将融合后的图像通过图传电台8传输至服务器或终端设 备。

S5、根据位置信息，通过图像拼接单元，将融合后的图像进行拼 接处理。

采用本发明的成像方法，所得到的图像兼顾了可见光相机的高分 辨率和红外相机的探测能力，能够得到高分辨率的红外图像。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而 非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领 域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技 术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修 改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方 案的精神和范围。