[发明专利]基于可见光和红外多光谱的车辆轮轴多点测温装置和方法

权利要求书

1.一种车辆轮轴多点测温装置，其特征在于，包括红外多光谱传感器组、线阵可见光传感器和光谱测温仪；

所述线阵可见光传感器用于扫描车辆轮轴上待测温目标点所在的目标区域，获得目标区域的可见光图像；

所述红外多光谱传感器组包括多个分布排列的红外多光谱传感器，所述每个红外多光谱传感器用于基于目标区域的可见光图像定位单个待测温的目标点，并采集该目标点的红外多光谱辐射强度数据；

所述光谱测温仪用于基于红外多光谱传感器组采集的红外多光谱辐射强度数据得到每个目标点的温度。

2.根据权利要求1所述的车辆轮轴多点测温装置，其特征在于，还包括单成像镜头和多芯光纤；所述单成像镜头采集目标点的红外辐射和目标区域的可见光并成像于所述多芯光纤的端面，所述多芯光纤的输出端分别连接所述每个红外多光谱传感器和所述线阵可见光传感器。

3.根据权利要求2所述的车辆轮轴多点测温装置，其特征在于，所述多芯光纤包括多路单芯红外光纤和一路多芯可见光光纤；所述每路单芯红外光纤连接到一红外多光谱传感器，所述多芯可见光光纤连接所述线阵可见光传感器。

4.根据权利要求2所述的车辆轮轴多点测温装置，其特征在于，所述红外多光谱传感器包括光电传感器阵列，所述光电传感器阵列为多个光电传感器单元组成的线阵传感器，所述每个光电传感器的采集频率不小于1MHz。

5.根据权利要求4所述的车辆轮轴多点测温装置，其特征在于，所述红外多光谱传感器还包括准直镜、光栅和聚焦镜，所述准直镜接收并反射红外光纤传输的红外辐射，所述光栅设于所述准直镜的反射光路上，所述聚焦镜设于所述光栅的反射光路上，所述光电传感器阵列设于所述聚焦镜的反射光路，通过将红外光纤传输的红外辐射分成多个光谱测量通道，使每个光电传感器单元对应一个光谱测量通道。

6.根据权利要求1所述的车辆轮轴多点测温装置，其特征在于，还包括机箱，所述机箱安装于车轮轮轴旁侧的路基位置处，所述红外多光谱传感器组集成于所述机箱内，所述机箱上安装有光学窗口，所述红外多光谱传感器通过光学窗口瞄准目标区域内的目标点。

7.根据权利要求1所述的车辆轮轴多点测温装置，其特征在于，所述红外多光谱传感器的光谱范围为3～15μm。

8.一种车辆轮轴多点测温方法，其特征在于，包括：

获取车辆轮轴表面多个目标点的红外多光谱辐射数据；

基于辐射测温算法，得到车辆轮轴表面的多个目标点的温度。

9.根据权利要求8所述的车辆轮轴多点测温方法，其特征在于，获取车辆轮轴表面多个目标点的红外多光谱辐射数据具体包括：

获取车辆轮轴表面多个目标点的红外辐射信息，对每个目标点的红外辐射信息分光处理形成多个光谱测量通道，并采集每个光谱测量通道中的光谱辐射强度数据得到目标点的红外多光谱辐射强度数据。

10.根据权利要求8所述的车辆轮轴多点测温方法，其特征在于，获取车辆轮轴表面多个目标点的红外多光谱辐射数据前还包括：

基于目标区域的可见光成像信息，对车辆轮轴待测温目标点实时定位。