基于张正友标定法的红外靶标系统

王谭; 王磊磊; 张卫国; 段晓韬; 王婉丽

doi:10.3788/OPE.20192708.1828

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基于张正友标定法的红外靶标系统

信息科学 | 更新时间：2020-08-13

- 基于张正友标定法的红外靶标系统
- Design of infrared target system with Zhang Zhengyou calibration method
- 光学精密工程 2019年27卷第8期页码：1828-1835
- 作者机构：
  
  西安应用光学研究所，陕西西安 710065
- 作者简介：
  
  [ "王谭(1986-)，男，陕西西安人，博士后，高级工程师，2009年、2015于北京理工大学分别获得硕士、博士学位，主要从事光机系统设计方面的研究。E-mail：wt_lynnk@163.com" ]
  [ "王磊磊(1989-)，男，陕西西安人，2014年于中国兵器科学研究院获得硕士学位，主要从事光电系统结构设计。E-mail：abelion@163.com" ]
- 基金信息：
  
  国家自然科学基金青年基金资助项目(61705181);国家国际科技合作专项资助(2015DFA10670)
- DOI：10.3788/OPE.20192708.1828
  中图分类号： TN21
- 收稿日期：2019-01-14，
  
  录用日期：2019-3-28，
  
  纸质出版日期：2019-08-15
- 稿件说明：
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王谭, 王磊磊, 张卫国, 等. 基于张正友标定法的红外靶标系统[J]. 光学精密工程, 2019,27(8):1828-1835.

Tan WANG, Lei-lei WANG, Wei-guo ZHANG, et al. Design of infrared target system with Zhang Zhengyou calibration method[J]. Optics and precision engineering, 2019, 27(8): 1828-1835.
王谭, 王磊磊, 张卫国, 等. 基于张正友标定法的红外靶标系统[J]. 光学精密工程, 2019,27(8):1828-1835. DOI： 10.3788/OPE.20192708.1828.

Tan WANG, Lei-lei WANG, Wei-guo ZHANG, et al. Design of infrared target system with Zhang Zhengyou calibration method[J]. Optics and precision engineering, 2019, 27(8): 1828-1835. DOI： 10.3788/OPE.20192708.1828.

摘要

高精密红外靶标是红外成像领域的重点研究内容之一。基于张正友标定原理，通过材料温度和表面辐射特性设计适合于红外标定的简便式精密靶标；基于张正友标定方法的基本原理，提出靶板设计的基本要素；根据表面辐射机理、靶面特征点的几何位置关系及热力学原理，设计高低辐射区域具有锐利分界线的靶板，并借助成像原理分析靶板板面误差精度，获得符合基本要素的简便式高精密靶标。对设计的靶标进行试验，结果表明：该靶板在较低温差载荷(相对于室温22 ℃)的作用下，靶面高辐射区和低辐射区边界锐利，能够为标定提供精确的特征点，标定反投影均方根误差小于0.16 pixel，适合于红外成像系统的高精密标校。

Abstract

A precise infrared target system (IRTS) plays a major role in an infrared imaging system. In this study

using the Zhang Zhengyou calibration method

we design a simple precision target based on the properties of a material's thermal and surface radiation. The design elements of the IRITS are presented according to the principles of the Zhang Zhengyou calibration method. Based on the mechanism of radiation

thermodynamic theory

and position relation of the feature position

a target plan possessing high and low radiation areas with sharp boundaries is designed. An error analysis of the target plan is then implemented according to the aging principle. Experiments are conducted with the designed precise IRTS. Results show that the designed IRTS can supply feature points by sharp boundaries from different radiation areas for an infrared camera and that the root mean square of the back-projection error is less than 0.16 pixels. These results suggest that the IRTS can be used to calibrate infrared cameras precisely.

关键词

Keywords

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