[发明专利]基于矩阵正交三角化的标定数据曲线拟合方法

摘要

本发明提供一种基于矩阵正交三角化的标定数据曲线拟合方法，属于地面标定技术领域，用于解决现有的标定数据处理方法的曲线拟合精度低和稳定性差的问题。本发明提供的方法包括将红外测量系统在不同黑体温度下输出的采样数据进行解码，得到多个采样点的图像数据；根据各采样点的图像数据计算各采样点的图像灰度均值，并将各采样点的黑体温度值转换为黑体辐射亮度值，得到多个原始采样点数据；根据多个原始采样点数据，基于线性最小二乘法原则，利用矩阵的正交三角化法求解黑体温度‑图像灰度值的拟合曲线和黑体辐射亮度‑图像灰度值的拟合曲线。上述方案可拟合直线和多次曲线，拟合精度高，稳定性好。

主权项

一种基于矩阵正交三角化的标定数据曲线拟合方法，其特征在于，包括：将红外测量系统在不同黑体温度下输出的采样数据进行解码，得到多个采样点的图像数据；根据各采样点的图像数据计算各采样点的图像灰度均值，并将各采样点的黑体温度值转换为黑体辐射亮度值，得到多个原始采样点数据；根据多个原始采样点数据，基于线性最小二乘法原则，利用矩阵的正交三角化法求解黑体温度‑图像灰度值的拟合曲线和黑体辐射亮度‑图像灰度值的拟合曲线，具体包括：获取所述多个原始采样点数据中采样点的环境温度、环境湿度、积分时间不变的所有原始采样点数据的黑体温度、黑体辐射亮度、图像灰度均值(TH1,LH1,ND1)，(TH2,LH2,ND2)，…，(THK,LHK,NDX)；其中，X为所述多个原始采样点数据中采样点的环境温度、环境湿度、积分时间不变的原始采样点数据个数，THi，LHi，NDi分别为第i个采样点的黑体温度、黑体辐射亮度、图像灰度均值，i＝1,…,X；根据所述采样点的环境温度、环境湿度、积分时间不变的所有原始采样点数据的黑体温度、黑体辐射亮度、图像灰度均值，生成黑体温度‑图像灰度值系数矩阵AT以及黑体辐射亮度‑图像灰度值系数矩阵AL：AT=TH12TH11ND1TH22TH21ND2............THX2THX1NDX,AL=LH11ND1LH21ND2.........LHX1NDX]]>对所述黑体温度‑图像灰度值系数矩阵AT正交三角化得到第一初等反射矩阵B1、第二初等反射矩阵B2、第三初等反射矩阵B3，同时对所述黑体辐射亮度‑图像灰度值系数矩阵AL正交三角化得到第四初等反射矩阵B4、第五初等反射矩阵B5；利用公式求得3×3的第一中间矩阵RT和3×1的第二中间矩阵yT，并利用公式求得2×2的第三中间矩阵RL和2×1的第四中间矩阵yL；求解三元一次方程组得到系数aT，bT，cT，从而得到黑体温度‑图像灰度值的拟合曲线求解二元一次方程组得到系数aL，bL，从而得到黑体辐射亮度‑图像灰度值的拟合曲线bL×LH+cL＝ND；其中，每个所述采样点的图像数据包括：采样点的图像分辨率、帧频、积分时间、图像像素灰度值矩阵、黑体温度、环境温度、环境湿度；所述原始采样点数据包括采样点的图像灰度均值、积分时间、环境温度、环境湿度、黑体温度、黑体辐射亮度。