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INFRARED TWO-WAVELENGTH PROCESSING METHOD

Patent code P10A015406
Posted date Apr 23, 2010
Application number P2006-058869
Publication number P2007-240164A
Patent number P4257436
Date of filing Mar 6, 2006
Date of publication of application Sep 20, 2007
Date of registration Feb 13, 2009
Inventor
  • (In Japanese)岡村 壽洋
  • (In Japanese)長嶋 満宏
Applicant
  • (In Japanese)防衛装備庁長官
Title INFRARED TWO-WAVELENGTH PROCESSING METHOD
Abstract PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an infrared two-wavelength processing method capable of determining accurately a target temperature and a distance to the target from an output value from a two-wavelength infrared camera, even when the distance to the target is unknown or when a wavelength band wherein an atmospheric attenuation rate is fluctuated greatly is used.
SOLUTION: The atmospheric attenuation rate is calculated by using an atmospheric transmittance calculation software MODTRAN or the like from measured temperature, humidity and visibility, and a relational expression between output values S1, S2 from the two-wavelength infrared camera 3 and the temperature and the distance of the target is derived. A measured output value from the two-wavelength infrared camera 3 is substituted for the relational expression, and nonlinear simultaneous equations are solved, to thereby determine the temperature and the distance of the target.
Outline of related art and contending technology (In Japanese)


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」

Field of industrial application (In Japanese)


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。

Scope of claims (In Japanese)
【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A1が距離xだけ伝搬し減衰した後の放射強度S1(λ)を下記式
S1(λ)=A1(λ)exp(-k(λ)x)
より求め、前記第1の波長帯全体の放射強度S1を、λ=λ1-~λ1+にわたりS1(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A2が距離xだけ伝搬し減衰した後の放射強度S2(λ)を下記式
S2(λ)=A2(λ)exp(-k(λ)x)
より求め、前記第2の波長帯全体の放射強度S2を、λ=λ2-~λ2+にわたりS2(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S1,S2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。
IPC(International Patent Classification)
F-term
Drawing

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JP2006058869thum.jpg
State of application right Registered
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