CN110826248B - 基于光源数据库仿真红外摄像头暗角的方法及*** - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种基于光源数据库仿真红外摄像头暗角的方法及***，所述方法包括：在光源数据库中获得与待仿真红外光源的发射角度一致的光源模型；设置所述光源模型的辐射功率和波长；根据所述待仿真红外光源所对应的镜头视场角建立物平面，并获得物平面直径；将建立完成的所述光源模型加入到结构件中仿真模拟；及对比仿真模拟所获得的辐照度分布、光强度分布或空间亮度，并得出暗角风险结果。与现有技术相比，本申请建立红外光源模型进行光路和辐照度模拟，输入红外光源的功率参数和波长范围，可与实际的红外光源发射效果相同。

Description

基于光源数据库仿真红外摄像头暗角的方法及***

技术领域

本申请涉及光学模拟领域，尤其涉及红外摄像头在夜视情况下的暗角光路模拟方法及***。

背景技术

传统的模拟方法是直线模拟法，在结构设计时根据红外光源的发射角度在红外光源上画两条和发射角度一致的直线代替边缘光线，通过直线是否被结构件阻挡来判断是否存在暗角。然而，传统的模拟方法无法模拟出被遮挡后的辐照度分布，不能直观表示出遮挡的严重程度，需要通过样品实际确认。另外，传统的模拟方法无法模拟中心和边缘的相对亮度，红外光中心辐照度过高，边缘辐照度过低，即使无结构挡光也会出现暗角。

发明内容

根据本申请的一个方面，提供了一种基于光源数据库的仿真红外摄像头暗角的方法，包括：在光源数据库中获得与待仿真红外光源的发射角度一致的光源模型；设置所述光源模型的辐射功率和波长；根据所述待仿真红外光源所对应的镜头视场角建立物平面，并获得物平面直径；将建立完成的所述光源模型加入到结构件中仿真模拟；及对比仿真模拟所获得的辐照度分布、光强度分布或空间亮度，并得出暗角风险结果。

可选地，所述光源数据库为light tools光源数据库。

可选地，所述辐射功率为160mw，所述波长为850nm。

可选地，根据D＝2Ltan(θ/2)，计算所述物平面直径D，其中L为拍摄距离，θ为镜头视场角。

可选地，当通过辐照度分布得出暗角风险结果时，当在物平面内辐照度为0，或者中心辐照度相对边缘辐照度高于第一阈值时，则存在暗角风险。

根据本申请的另一个方面，提供了一种基于光源数据库的仿真红外摄像头暗角的***，包括：红外光源模型建立模块，用于在光源数据库中获得与待仿真红外光源的发射角度一致的光源模型；参数设定模块，用于设置所述光源模型的辐射功率和波长；计算模块，用于根据所述待仿真红外光源所对应的镜头视场角建立物平面，并获得物平面直径；仿真模拟模块，用于将建立完成的所述光源模型加入到结构件中仿真模拟；及结果获得模块，用于对比仿真模拟所获得的辐照度分布、光强度分布或空间亮度，并得出暗角风险结果。

可选地，当通过辐照度分布得出暗角风险结果时，当在物平面内辐照度为0，或者中心辐照度相对边缘辐照度高于第一阈值时，所述结果获得模块获得存在暗角风险的结果。

根据本申请的另一个方面，本申请还公开了一种计算机设备，包括存储器、处理器和存储在所述存储器内并能由所述处理器运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述任一项所述的方法。

根据本申请的另一个方面，本申请还公开了一种计算机可读存储介质，非易失性可读存储介质，其内存储有计算机程序，所述计算机程序在由处理器执行时实现上述任一项所述的方法。

根据本申请的另一个方面，本申请还公开了一种计算机程序产品，包括计算机可读代码，当所述计算机可读代码由计算机设备执行时，导致所述计算机设备执行上述任一项所述的方法。

与现有技术相比，本申请具有如下优点：

建立红外光源模型进行光路和辐照度模拟，输入红外光源的功率参数和波长范围，可与实际的红外光源发射效果相同。

不仅可以模拟出结构件挡光造成的暗角风险，也可模拟出中心和边缘相对辐照度差异偏大引起的暗角风险。

红外光的测量通常使用辐照度计进行测量，与申请理论模拟的单位相同，便于与实际校准，可以提高理论模拟精度。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本申请的进一步理解，使得本申请的其它特征、目的和优点变得更明显。本申请的示意性实施例附图及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1是根据本申请一个实施例的基于光源数据库仿真红外摄像头暗角的方法的流程示意图；

图2是根据本申请一个实施例的辐照度分布曲线图；

图3是根据本申请一个实施例的计算机设备的示意图；以及

图4是根据本申请一个实施例的计算机可读存储介质的示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、***、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

请参照图1，本申请一实施例提供了一种基于光源数据库的仿真红外摄像头暗角的方法，包括：

S2：在光源数据库中获得与待仿真红外光源的发射角度一致的光源模型；

S4：设置所述光源模型的辐射功率和波长；

S6：根据所述待仿真红外光源所对应的镜头视场角建立物平面，并获得物平面直径；

S8：将建立完成的所述光源模型加入到结构件中仿真模拟；及

S10：对比仿真模拟所获得的辐照度分布、光强度分布或空间亮度，并得出暗角风险结果。

在本实施例中在light tools光源数据库中找到发射角一致的光源模型，但并不以此为限，本领域技术人员可以根据实际需求使用其他数据库中的光源模型，例如zemax，code V，comsol等，均在本申请所要求保护的范围内。以下以light tools光源数据库为例进行说明。在本实施例中，选择发射角度为120°的红外光源模型。在本实施例中，设置辐射功率为160mw，中心波长设置为850nm。但并不以此为限。然后，根据镜头视场角建立物平面，并计算出物平面直径。之后将建立完的光源模型进行仿真，例如结构件开放角度分别为90°和120°。最后得出分布图，并根据分布图得出是否存在暗角风险。

在本申请一实施例中，计算物平面直径的方法为：根据公式D＝2Ltan(θ/2)计算出物平面的直径D。例如，例如镜头视场角θ为120°，拍摄距离L为80cm，那么根据上述公式计算出的直径为为2771mm。

分布图可以为辐照度分布、光强度分布或空间亮度分布图，在本申请一实施例中，分布图为辐照度分布。请参照图2，当分布图为辐照度分布时，若在物平面内辐照度为0，或者中心辐照度相对边缘辐照度偏高(即高于一个阈值时)，即辐照度分布曲线斜率过大，则会存在暗角风险。例如，90°光源物平面半径1110mm处辐照度为0，存在暗角，120°在整个物平面辐照度均大于0，且辐照度曲线与120°光源曲线一致，无中心相对辐照度过高，所以判断无暗角风险。但并不以此为限。

本申请还提供了一种基于光源数据库的仿真红外摄像头暗角的***，包括：

红外光源模型建立模块，用于在光源数据库中获得与待仿真红外光源的发射角度一致的光源模型；

参数设定模块，用于设置所述光源模型的辐射功率和波长；

计算模块，用于根据所述待仿真红外光源所对应的镜头视场角建立物平面，并获得物平面直径；

仿真模拟模块，用于将建立完成的所述光源模型加入到结构件中仿真模拟；及

结果获得模块，用于对比仿真模拟所获得的辐照度分布、光强度分布或空间亮度，并得出暗角风险结果。

本申请一实施例中，当通过辐照度分布得出暗角风险结果时，当在物平面内辐照度为0，或者中心辐照度相对边缘辐照度高于第一阈值时，所述结果获得模块获得存在暗角风险的结果。

请参照图3，本申请还提供了一种计算机设备，包括存储器、处理器和存储在所述存储器内并能由所述处理器运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述任一项所述的方法。

请参照图4，一种计算机可读存储介质，非易失性可读存储介质，其内存储有计算机程序，所述计算机程序在由处理器执行时实现上述任一项所述的方法。

一种计算机程序产品，包括计算机可读代码，当所述计算机可读代码由计算机设备执行时，导致所述计算机设备执行上述任一项所述的方法。

与现有技术相比，本申请具有如下优点：

建立红外光源模型进行光路和辐照度模拟，输入红外光源的功率参数和波长范围，可与实际的红外光源发射效果相同。

不仅可以模拟出结构件挡光造成的暗角风险，也可模拟出中心和边缘相对辐照度差异偏大引起的暗角风险。

红外光的测量通常使用辐照度计进行测量，与申请理论模拟的单位相同，便于与实际校准，可以提高理论模拟精度。

显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本发明的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种基于光源数据库的仿真红外摄像头暗角的方法，其特征在于，包括：

在光源数据库中获得与待仿真红外光源的发射角度一致的光源模型；

设置所述光源模型的辐射功率和波长；

根据所述待仿真红外光源所对应的镜头视场角建立物平面，并获得物平面直径，根据D=2Ltan(θ/2)，计算所述物平面直径D，其中L为拍摄距离，θ为镜头视场角；

将建立完成的所述光源模型加入到结构件中仿真模拟；及

对比仿真模拟所获得的辐照度分布，并得出暗角风险结果；

当通过辐照度分布得出暗角风险结果时，当在物平面内中心辐照度相对边缘辐照度高于第一阈值时，则存在暗角风险。

2.根据权利要求1所述的基于光源数据库的仿真红外摄像头暗角的方法，其特征在于，所述光源数据库为light tools光源数据库。

3.根据权利要求1所述的基于光源数据库的仿真红外摄像头暗角的方法，其特征在于，所述辐射功率为160mw，所述波长为850nm。

4.一种基于光源数据库的仿真红外摄像头暗角的***，其特征在于，包括：

红外光源模型建立模块，用于在光源数据库中获得与待仿真红外光源的发射角度一致的光源模型；

参数设定模块，用于设置所述光源模型的辐射功率和波长；

计算模块，用于根据所述待仿真红外光源所对应的镜头视场角建立物平面，并获得物平面直径，根据D=2Ltan(θ/2)，计算所述物平面直径D，其中L为拍摄距离，θ为镜头视场角；

仿真模拟模块，用于将建立完成的所述光源模型加入到结构件中仿真模拟；及

结果获得模块，用于对比仿真模拟所获得的辐照度分布，并得出暗角风险结果；当通过辐照度分布得出暗角风险结果时，当在物平面内中心辐照度相对边缘辐照度高于第一阈值时，所述结果获得模块获得存在暗角风险的结果。

5.一种计算机设备，包括存储器、处理器和存储在所述存储器内并能由所述处理器运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1-3中任一项所述的方法。

6.一种计算机可读存储介质，其内存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序在由处理器执行时实现如权利要求1-3中任一项所述的方法。