基于Unity3D的虚拟仿真红外热成像方法及系统技术方案

本发明专利技术提供了一种基于Unity3D的虚拟仿真红外热成像方法及系统，该方法包括：当通过相机采集到物体的实物图像时，检测出实物图像中包含的若干像素点，并判断出每一像素点对应的目标来源，目标来源包括光源以及物体；若判断出像素点对应的目标来源为光源，则根据第一计算规则计算出像素点对应的第一温度值；若判断出像素点对应的目标来源为物体，则根据第二计算规则计算出像素点对应的第二温度值；叠加第一温度值以及第二温度值，以生成对应的第三温度值，并根据第三温度值计算出与像素点对应的目标灰度值，以通过目标灰度值对实物图像进行渲染。通过上述方式能够完成对图像的实时渲染，提升了用户的使用体验。提升了用户的使用体验。提升了用户的使用体验。

【技术实现步骤摘要】
基于Unity3D的虚拟仿真红外热成像方法及系统


[0001]本专利技术涉及红外成像
，特别涉及一种基于Unity3D的虚拟仿真红外热成像方法及系统。

技术介绍

[0002]红外成像是借助于红外辐射获得景物的可见平面图像的一门技术，其基本原理是把景物或景物的不同部位反射或辐射的红外能量的差异情况(分布状态)加以记录，并用一定方式转化为二维可见图像，以实现物体的红外成像。
[0003]其中，红外热成像在诸多领域均有着及其重要的作用，尤其在军用设备中，对复杂天气、复杂环境以及复杂昼夜时间等诸多因素对带目镜的设备的观察效果有着重大的影响，从而影响了任务的执行。
[0004]然而，现有技术大部分只能实现单纯的红外成像，即直接根据物体的红外辐射生成对应的红外图像，使得现有的红外成像技术并不能直接应用于图像渲染领域。
[0005]因此，针对现有技术的不足，提供一种能够应用于图像渲染领域的基于Unity3D的虚拟仿真红外热成像方法很有必要。

技术实现思路

[0006]基于此，本专利技术的目的是提供一种基于Unity3D的虚拟仿真红外热成像方法及系统，以提供一种能够应用于图像渲染领域的基于Unity3D的虚拟仿真红外热成像方法。
[0007]本专利技术实施例第一方面提出了一种基于Unity3D的虚拟仿真红外热成像方法，所述方法包括：
[0008]当通过相机采集到物体的实物图像时，检测出所述实物图像中包含的若干像素点，并判断出每一所述像素点对应的目标来源，所述目标来源包括光源以及物体；
[0009]若判断出所述像素点对应的目标来源为光源，则根据第一计算规则计算出所述像素点对应的第一温度值；
[0010]若判断出所述像素点对应的目标来源为物体，则根据第二计算规则计算出所述像素点对应的第二温度值；
[0011]叠加所述第一温度值以及所述第二温度值，以生成对应的第三温度值，并根据所述第三温度值计算出与所述像素点对应的目标灰度值，以通过所述目标灰度值对所述实物图像进行渲染。
[0012]本专利技术的有益效果是：通过相机采集物体的实物图像，检测出实物图像中包含的若干像素点，并判断出每一像素点对应的目标来源，该目标来源包括光源以及物体；具体的，若判断出像素点对应的目标来源为光源，则根据第一计算规则计算出像素点对应的第一温度值；对应的，若判断出像素点对应的目标来源为物体，则根据第二计算规则计算出像素点对应的第二温度值；最后只需叠加第一温度值以及第二温度值，以生成对应的第三温度值，并根据第三温度值计算出与像素点对应的目标灰度值，以通过目标灰度值对实物图
像进行渲染。通过上述方式能够实时检测出相机采集到的图像中包含的像素点，并进一步根据每个像素点的来源计算出每个像素点对应的温度值，并最终转换成对应的灰度值，以完成对图像的实时渲染，对应提升了用户的使用体验。
[0013]优选的，所述根据第一计算规则计算出所述像素点对应的第一温度值的步骤包括：
[0014]当判断出所述像素点对应的目标来源为所述光源时，根据电磁辐射算法计算出所述光源包含的电磁辐射强度，并根据大气散射算法计算出所述光源包含的大气散射强度，所述电磁辐射强度与所述大气散射强度相互独立；
[0015]提取出所述电磁辐射强度和所述大气散射强度中包含的第一参数值，并将所述第一参数值转换成所述第一温度值。
[0016]优选的，所述电磁辐射算法的表达式为：
[0017]I
v
＝αI
d
[0018]其中，I
v
表示辐射偏亮光照量，α表示衰减系数，I
d
表示光源光照量，所述大气散射算法的表达式为：
[0019]I
v
＝I
d
K(λ)F(θ，g)其中，I
v
表示散射偏亮光照量，I
d
表示光源光照量，K(λ)表示散射函数，λ表示波长，F(θ，g)表示相位函数。
[0020]优选的，所述根据第二计算规则计算出所述像素点对应的第二温度值的步骤包括：
[0021]当判断出所述像素点对应的目标来源为所述物体时，根据散射传热算法计算出所述物体表面的散射传热强度，并根据辐射传热算法计算出所述物体表面的辐射传热强度，所述散射传热强度与所述辐射传热强度相互独立；
[0022]提取出所述散射传热强度与所述辐射传热强度中包含的第二参数值，并将所述第二参数值转换成所述第二温度值。
[0023]优选的，所述根据散射传热算法计算出所述物体表面的散射传热强度的步骤包括：
[0024]获取所述散射传热算法实时输出的初始参数，并对所述初始参数添加风扰动幅度值，以生成对应的目标参数；
[0025]将所述目标参数输入至对流传热算法中，以使所述对流传热算法输出对应的对流传热温度值，并将所述初始参数输入至导热传热算法中，以使所述导热传热算法输出对应的导热传热温度值；
[0026]对所述对流传热温度值以及所述导热传热温度值进行融合处理，以生成所述散射传热强度。
[0027]优选的，所述辐射传热算法的表达式为：
[0028][0029]其中，h表示太阳高度角，Φ表示地理维度，δ表示赤纬度，τ表示时角，μ表示地理维度，I0表示北京时间，n表示日期在一年天数中的序号，P表示大气透过率。
[0030]优选的，所述对流传热算法的表达式为：
[0031]q
cv
＝α(T
p
‑
T
a
)
[0032]其中，T
p
表示物体表面温度，T
a
表示恒定区空气温度，α表示热系数，q
cv
表示对流交换功率，所述导热传热算法的表达式为：
[0033][0034]其中，T
p
表示物体表面温度，T
i
表示物体内部温度，ε表示导热系数，d表示物体材质厚度，q表示热交换功率。
[0035]本专利技术实施例第二方面提出了一种基于Unity3D的虚拟仿真红外热成像系统，所述系统包括：
[0036]检测模块，用于当通过相机采集到物体的实物图像时，检测出所述实物图像中包含的若干像素点，并判断出每一所述像素点对应的目标来源，所述目标来源包括光源以及物体；
[0037]第一执行模块，用于若判断出所述像素点对应的目标来源为光源，则根据第一计算规则计算出所述像素点对应的第一温度值；
[0038]第二执行模块，用于若判断出所述像素点对应的目标来源为物体，则根据第二计算规则计算出所述像素点对应的第二温度值；
[0039]渲染模块，用于叠加所述第一温度值以及所述第二温度值，以生成对应的第三温度值，并根据所述第三温度值计算出与所述像素点对应的目标灰度值，以通过所述目标灰度值对所述实物图像进行渲染。
[0040]其中，上述基于Unity3D的虚拟仿真红外热成像系统中，所述第一执行本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于Unity3D的虚拟仿真红外热成像方法，其特征在于，所述方法包括：当通过相机采集到物体的实物图像时，检测出所述实物图像中包含的若干像素点，并判断出每一所述像素点对应的目标来源，所述目标来源包括光源以及物体；若判断出所述像素点对应的目标来源为光源，则根据第一计算规则计算出所述像素点对应的第一温度值；若判断出所述像素点对应的目标来源为物体，则根据第二计算规则计算出所述像素点对应的第二温度值；叠加所述第一温度值以及所述第二温度值，以生成对应的第三温度值，并根据所述第三温度值计算出与所述像素点对应的目标灰度值，以通过所述目标灰度值对所述实物图像进行渲染。2.根据权利要求1所述的基于Unity3D的虚拟仿真红外热成像方法，其特征在于：所述根据第一计算规则计算出所述像素点对应的第一温度值的步骤包括：当判断出所述像素点对应的目标来源为所述光源时，根据电磁辐射算法计算出所述光源包含的电磁辐射强度，并根据大气散射算法计算出所述光源包含的大气散射强度，所述电磁辐射强度与所述大气散射强度相互独立；提取出所述电磁辐射强度和所述大气散射强度中包含的第一参数值，并将所述第一参数值转换成所述第一温度值。3.根据权利要求2所述的基于Unity3D的虚拟仿真红外热成像方法，其特征在于：所述电磁辐射算法的表达式为：I
v
＝αI
d
其中，I
v
表示辐射偏亮光照量，α表示衰减系数，I
d
表示光源光照量，所述大气散射算法的表达式为：I
v
＝I
d
K(λ)F(θ，g)其中，I
v
表示散射偏亮光照量，I
d
表示光源光照量，K(λ)表示散射函数，λ表示波长，F(θ，g)表示相位函数。4.根据权利要求1所述的基于Unity3D的虚拟仿真红外热成像方法，其特征在于：所述根据第二计算规则计算出所述像素点对应的第二温度值的步骤包括：当判断出所述像素点对应的目标来源为所述物体时，根据散射传热算法计算出所述物体表面的散射传热强度，并根据辐射传热算法计算出所述物体表面的辐射传热强度，所述散射传热强度与所述辐射传热强度相互独立；提取出所述散射传热强度与所述辐射传热强度中包含的第二参数值，并将所述第二参数值转换成所述第二温度值。5.根据权利要求1所述的基于Unity3D的虚拟仿真红外热成像方法，其特征在于：所述根据散射传热算法计算出所述物体表面的散射传热强度的步骤包括：获取所述散射传热算法实时输出的...

【专利技术属性】
技术研发人员：祝义荣，王军，邓露云，魏紫川，燕强，张良平，刘涛，
申请(专利权)人：江西耀康智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：