技术领域
[0001] 本实用新型涉及光成像技术领域，尤其涉及一种同轴双光融合全景成像装置。
相关背景技术
[0002] 1.目前，应用于安防、车载等领域的大视场全景成像相机主要有2种方法：红外热成像方法和可见光成像方法；
[0003] 2.全景红外热成像相机采用云台和单个热红外相机扫描成像，红外热成像具有夜视和雨雾等恶劣环境适用能力强的优势，但相对于可见光相机图像质量较差，分辨率低，目标特征不明显；且采用扫描成像方式，帧率低，寿命不长；
[0004] 3.全景可见光相机采用摄像头拼接方式，帧率和寿命满足应用需求，目标图像纹理特征明显，分辨率高，但不能夜间成像，恶劣天气环境下成像能力也较差；
[0005] 4.双光相机融合了红外热成像相机和可见光相机的图像特征信息，主流双光相机采用了离轴光学设计，成像配准精度较差，远距离目标和近距离目标难以兼顾；目前同光轴双光相机光学系统设计复杂，成本较高，视场角较小。实用新型内容
[0006] 鉴于目前双光相机光学系统存在的设计复杂、精度低、成本高的问题，本实用新型提供一种同轴双光融合全景成像装置，融合红外图像和可见光图像特征，解决旁轴光学设计导致配准精度差的问题，同时可适用于全天候、恶劣天气环境中清晰成像。
[0007] 为达到上述目的，本实用新型的实施例采用如下技术方案：
[0008] 一种同轴双光融合全景成像装置，包括用于获取双光融合图像的同轴双光融合相机，还包括同时与多个同轴双光融合相机连接的图像处理电路，所述图像处理电路用于对多个同轴双光融合相机获取的双光融合图像进行图像仿射变换和图像拼接，以获得全景图像；所述同轴双光融合相机包括：
[0009] 分光镜，所述分光镜用于分离可见光和红外光；
[0010] 可见光成像单元，所述可见光成像单元位于所述分光镜的可见光分支光路中，用于生成可见光图像；
[0011] 红外热成像单元，所述红外热成像单元位于所述分光镜形成的红外光分支光路中，用于生成热红外图像；
[0012] 双光融合处理电路，所述双光融合处理电路用于热红外图像和可见光图像的融合处理获得双光融合图像。
[0013] 依照本实用新型的一个方面，所述同轴双光融合相机包括热控装置，所述热控装置包括加热片和驱动电路，用于对各部件温度进行控制以保证各部件的工作温度。
[0014] 依照本实用新型的一个方面，所述同轴双光融合相机包括窗口片，设于分光镜前端，用于透过可见光波段和红外光波段至分光镜。
[0015] 依照本实用新型的一个方面，所述可见光成像单元包括设置在可见光分支光路中的可见光镜头和设置在可见光镜头后的可见光分支光路中的可见光探测器。
[0016] 依照本实用新型的一个方面，所述热红外成像单元包括在红外分支光路中的红外光镜头和设置在红外光镜头后的红外光分支光路中的红外光探测器。
[0017] 依照本实用新型的一个方面，所述分光镜安装角度设为45°，所述分光镜表面镀有分光膜。
[0018] 依照本实用新型的一个方面，所述红外光为8～14um长波红外波段，所述可见光为400～650nm可见光波段。
[0019] 依照本实用新型的一个方面，所述多个同轴双光融合相机之间满足：相邻同轴双光融合相机的安装角度使得视场重叠5％～10％。
[0020] 依照本实用新型的一个方面，所述同轴双光融合相机的数量根据需求的水平视场角和单个相机有效水平视场角进行设置。
[0021] 依照本实用新型的一个方面，所述窗口片的通光波段为0.4～12.5um，透过率高于90％。
[0022] 本实用新型实施的优点：
[0023] 1、多同轴双光相机拼接方法实现的全景成像相机可以实现高帧频图像输出，同时延长产品的使用寿命；
[0024] 2、融合热红外图像和可见光图像解决夜间成像和恶劣天气环境成像的应用问题，同时保证了图像的成像质量；
[0025] 3、同轴光学设计方法提升了图像配准精度，保证了远距离成像目标和近距离成像目标都高精度配准，无重影现象。
具体实施方式
[0030] 下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。
[0031] 如图1、图2和图3所示，一种同轴双光融合全景成像装置，包括用于获取双光融合图像的同轴双光融合相机1，还包括同时与多个同轴双光融合相机连接的图像处理电路2，所述图像处理电路用于对多个同轴双光融合相机获取的双光融合图像进行图像仿射变换和图像拼接，以获得全景图像；仿射变换和拼接参数由标定产生；相邻同轴双光融合相机安装结构保证视场重叠5％～10％左右；同轴双光融合相机数量由需求水平视场角和单相机有效水平视场角决定，例如：产品需求水平视场角130°，单相机水平视场角50°，除去相邻相机视场重叠率10％，则单相机有效水平视场角为50°×(1‑10％)＝45°，相机数量为130°÷45°＝2.89，向上取整为3，则产品由3个同轴红外相机拼接组成。
[0032] 在本实施例中，所述同轴双光融合相机1包括壳体，还包括依托壳体设置的：
[0033] 窗口片11，设于分光镜前端，用于透过可见光波段和红外光波段至分光镜。可以透过长波红外波段和可见光波段，窗口片材料氟化钡,通光波段0.4～12.5um，透过率均高于90％，用于产品防水、防尘。
[0034] 分光镜12，所述分光镜用于分离可见光和红外光；所述分光镜安装角度设为45°，所述分光镜表面镀有分光膜。45°分光镜用于分离长波红外和400～650nm可见光，分光镜材料锗，表面镀分光膜，透过8～14um长波红外波段，透过率高于90％，反射400～650nm可见光波段，反射率高于90％；
[0035] 可见光成像单元13，所述可见光成像单元位于所述分光镜的可见光分支光路中，用于接收可见光生成可见光图像，并将图像数据发送给双光融合处理电路15；所述可见光成像单元包括设置在可见光分支光路中的可见光镜头131和设置在可见光镜头后的可见光分支光路中的可见光探测器132。
[0036] 红外热成像单元14，所述红外热成像单元位于所述分光镜形成的红外光分支光路中，用于生成热红外图像；所述热红外成像单元包括在红外分支光路中的红外光镜头141和设置在红外光镜头后的红外光分支光路中的红外光探测器142。
[0037] 双光融合处理电路15，所述双光融合处理电路用于热红外图像和可见光图像的融合处理获得双光融合图像。
[0038] 热控装置16，所述热控装置包括加热片和驱动电路，用于对各部件温度进行控制以保证各部件的工作温度。例如，当环境温度低于‑15℃时，加热片工作保证工作温度范围要求。当内外温差较大时，加热窗口片以防止窗口片上起雾。以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本领域技术的技术人员在本实用新型公开的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
