基于红外成像信息融合技术节能系统的研究.docx
《基于红外成像信息融合技术节能系统的研究.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《基于红外成像信息融合技术节能系统的研究.docx(6页珍藏版)》请在第一文库网上搜索。
1、基于红外成像信息融合技术节能系统的研究目录摘要1前言11 .主动式红外摄像头的结构和作原理12 .系统理论算法设计31. 1.软件设计32. 2.图像处理算法设计43 .实验及讨论54 .结论5参考文献6摘要基于红外成像,利用信息融合技术设计一种节能系统,将红外摄像头采集的图像经去噪、二值化等处理后,对人员的特征图像进行分析和识别,确定室内人员的位置和数量,并运用三帧差法对拍摄的图像进行处理可以得到清晰准确的物体运动图像。通过单片机控制照明灯的开启,从而实现对日光灯的智能控制,并实现绿色照明,能源的节约。关键词:红外图像;信息融合;图像处理;智能控制前言随着社会经济和科技的不断发展,人类对资源
2、的需求量越来越大,同时也伴随着许多能源的浪费现象,尤其在一些大型场所,于是节能控制成为近年来的关注重点,而利用已有的视频监控设备进行节能控制是一个很好的技术手段,通常我们会利用监控设备监视所需节能空间的人员、光线、温湿度的变化等信息,自动控制空调、照明及通风设备,在不影响正常使用的同时实现节能的目的。基于上述原因本文设计出一种智能的照明控制系统,包括信息采集及控制系统设计、光学系统设计和机械安装结构设计等三个部分。本系统通过检测出室内的人员数量、位置情况以及光照强度,对室内灯光进行合理控制,从而实现照明控制智能化。1 .主动式红外摄像头的结构和作原理自然界中任何物体的温度都高于绝对零度,会不断
3、向周围空间发射红外电磁能量。波长在0751000m范围内的红外光位于电磁波谱中微波光和可见光之间。这一光谱范围可进一步细分为短波红外(0761.5m)中波红外(1.55.6m)和长波红外(7.813.5m)常用的可见光成像系统无法检测红外波长范围内的能量信号,因此无法直接测量物体的温度信息。红外热像系统采集物体表面的红外辐射能量,经光学系统会聚,把接收的红外光波映射至二维的红外焦平面探测器(foca1p1anearrays,简称FPA)上。焦平面探测器中的单个像元中的吸收层接收到红外辐射能量后产生温度变化,进而导致非晶硅热敏电阻的阻值变化,最后,互补式金属氧化物半导体(comp1ementar
4、ymeta1-oxide-semiconductor,简称CMC)S)电路将热敏电阻阻值的变化转变为差分电流并进行积分放大,得到红外热焦平面阵列中单个像元的输出值。通过以上红外热成像技术,可以探测物体本身温度导致的红外热辐射,产生与景物热辐射分布相对应的红外热成像图像。红外焦平面探测器是红外热成像系统的核心部件,根据其成像原理和工作温度分为制冷和非制冷两类。制冷红外焦平面探测器基于光子探测原理进行红外辐射成像,具有极高的测温灵敏性,能准确地测量物体的绝对温度,且红外探测距离远。然而,制冷红外探测器的工作性能受环境温度变化影响严重。环境温度升高会导致探测器材料固有的热辐射能耗迅速增强,暗电流和噪
5、声的增大将严重降低探测器的性能,甚至无法正常工作成像。因此制冷探测器的正常工作温度在200K温度以下,通常需要用液氮制冷,导致其制作和维护成本昂贵,目前主要应用于高端军事装备。非制冷红外焦平面探测器能够在室温状态下工作,具有启动快、功耗低、体积小、重量轻、寿命长及成本低等诸多优点。目前,现有的非制冷红外焦平面探测器制作工艺可以精确捕捉微小的物体表面温度变化,例如基于氧化帆(VanadiUmOXide,简称VoX)热敏材料的非制冷红外焦平面探测器的单个成像元在25室温环境下可以测量到0.05C的温度变化。虽然非制冷红外焦平面探测器在测温灵敏度上与制冷器件尚有一定差距,但针对许多工业检测应用已经足
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 基于 红外 成像 信息 融合 技术 节能 系统 研究
![提示](https://www.001doc.com/images/bang_tan.gif)