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赤外線2波長処理方法

国内特許コード P10A015406
掲載日 2010年4月23日
出願番号 特願2006-058869
公開番号 特開2007-240164
登録番号 特許第4257436号
出願日 平成18年3月6日(2006.3.6)
公開日 平成19年9月20日(2007.9.20)
登録日 平成21年2月13日(2009.2.13)
発明者
  • 岡村 壽洋
  • 長嶋 満宏
出願人
  • 防衛装備庁長官
発明の名称 赤外線2波長処理方法
発明の概要 【課題】目標までの距離が不明であり、また大気減衰率が大きく変動している波長帯を用いても、2波長赤外線カメラの出力値から目標の温度と目標までの距離を正確に求めることができる赤外線2波長処理方法を提供する。
【解決手段】測定された温度、湿度及び視程から、大気透過率算出ソフトMODTRAN等を用いて、大気減衰率を算出し、2波長赤外線カメラ3の出力値S,Sと目標の温度及び距離の間の関係式を導出する。測定された2波長赤外線カメラ3の出力値をこの関係式に代入し、2元非線形連立方程式を解くことにより、目標の温度及び距離を求める。
【選択図】図1
従来技術、競合技術の概要


一般的に、赤外線画像センサを用いて赤外線放射率が既知の目標の温度分布を測定するためには、目標からの赤外線を赤外線センサで捉え、センサの各画素が捉えた目標の赤外線放射量を測定するとともに、大気の減衰率及び目標までの距離から赤外線の減衰量を算出し、測定した赤外線放射量にその減衰量を加算して、目標の放出する正確な赤外線放射量から目標の温度分布を求めなければならない。つまり、大気の赤外線減衰率及び目標までの距離が既知でなければ、目標の温度分布を正確に測定することができない。



しかしながら、野外測定においては、目標までの距離を正確に求めることが困難な場合が多く、その場合には、目標までの距離を任意に設定することで、目標の温度を測定していた。しかし、この方法では誤差が大きく目標の温度を正確に求めることは困難であった。



なお、2波長赤外線画像を取得する装置としては、下記特許文献1等が知られているが、距離が不明な目標から放射された2波長赤外線の画像処理により、目標の正確な温度分布を求めることを目的としたものは見当たらない。



【特許文献1】
特開平9-166400号公報「2波長分離光学系による2波長赤外線画像ホーミング装置」

産業上の利用分野


本発明は、距離が不明な目標から放射され、大気を伝搬して減衰した2波長赤外線を2波長赤外線カメラで撮像し、赤外線2波長処理を行うことで、1波長では不可能な、目標の正確な温度分布を求めることが可能な赤外線2波長処理方法に関するものである。

特許請求の範囲 【請求項1】
第1及び第2の波長帯の赤外線について2波長赤外線カメラで撮像した目標画像の画素又は画素群毎の出力値に2波長演算処理を行うことにより、目標までの距離が不明でも目標の温度分布を算出する赤外線2波長処理方法であって、
前記第1及び第2の波長帯での、波長λに依存して変化する単位距離あたりの大気減衰率k(λ)を算出し、
前記第1の波長帯(λ=λ1-~λ1+)について、波長λ1の目標の赤外線放射強度Aが距離xだけ伝搬し減衰した後の放射強度S(λ)を下記式
(λ)=A(λ)exp(-k(λ)x)
より求め、前記第1の波長帯全体の放射強度Sを、λ=λ1-~λ1+にわたりS(λ)を加え合わせて求め、
同様に、前記第2の波長帯(λ=λ2-~λ2+)について、波長λ2の目標の赤外線放射強度Aが距離xだけ伝搬し減衰した後の放射強度S(λ)を下記式
(λ)=A(λ)exp(-k(λ)x)
より求め、前記第2の波長帯全体の放射強度Sを、λ=λ2-~λ2+にわたりS(λ)を加え合わせて求めることにより、
前記2波長赤外線カメラの前記第1及び第2の波長帯での出力値となる前記放射強度S,S目標の温度及び距離との間の関係式を導出し、
測定された前記2波長赤外線カメラの出力値を前記関係式に代入し、2元非線形連立方程式を解くことにより、目標の温度を演算することを特徴とする赤外線2波長処理方法。

【請求項2】
前記2波長演算処理を実施するために、前記2波長赤外線カメラの前記第1及び第2の波長帯に対応した感度帯域内において波長の違いによって大気透過率が一定でなくても温度、湿度及び視程から求められた波長毎の大気透過率を既知の値とする請求項1記載の赤外線2波長処理方法。

【請求項3】
前記2波長演算処理において、目標の温度決定後又は目標の温度決定前に、目標までの距離を算出する請求項1又は2記載の赤外線2波長処理方法。
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2006058869thum.jpg
出願権利状態 登録
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