Rekonstrukcja scen termalnych w autorskim programie Vision Plus 3D

Praca przedstawia algorytm rekonstrukcji 3D scen termalnych w celu korekcji emisyjności kierunkowej, który został zaimplementowany w autorskim programie „Vision Plus 3D”. Wyznaczenie orientacji cyfrowych obrazów wizyjnych i termalnych oraz położenia rejestrowanego obiektu w przestrzeni 3D realizuje zastosowana w programie metoda bezpośredniej transformacji liniowej DLT (Direct Linear Transformation). Opracowany program „Vision Plus 3D” obsługuje różne formaty rastrowe. Zapis i import danych pomiarowych oraz narzędzi jest wykonywany w plikach w formacie XML. Interaktywny, równoczesny pomiar na obrazach cyfrowych punktów i zdefiniowanych obiektów geometrycznych wspomagany jest dodatkowymi funkcjami obsługi oraz algorytmami automatyzującymi pomiar. Aplikacja jest funkcjonalnie powiązana z platformą bazowego cyfrowego sytemu wideo-termalnego „Vision Plus”, zewnętrzną biblioteką „Vision” oraz dodatkowym modułem „Vision Plus Thermal Analyst”. „Vision Plus 3D” jest obiektową, 32-bitową aplikacją Windows, oprogramowaną w języku Object Pascal przy wykorzystaniu pakietu Borland Developer Studio. Opracowany program tworzy nowe możliwości analizy, pomiaru oraz zaawansowanego przetwarzania cyfrowych obrazów wizyjnych i termalnych. W pracy przedstawiono eksperyment rekonstrukcji 3D sceny termalnej dla powierzchni nachylonej za pomocą programu „Vision Plus 3D”. Na podstawie otrzymanych danych obliczony został kąt między wektorem normalnym do zdefiniowanej płaszczyzny obiektu oraz osią optyczną kamery termalnej. Wyznaczenie średniej temperatury radiacyjnej oraz korekcję temperatury metodą korekcji emisyjności kierunkowej w zdefiniowanym obszarze termogramu przeprowadzono w aplikacji „Vision Plus Thermal Analyst”.

The paper presents an algorithm for 3D reconstruction of thermal scenes for the purposes of directional emissivity correction, which was implemented in the authors’ software „Vision Plus 3D”. Determination of the orientation of images (visual and thermal) and the position of a recorded object in 3D space is enabled by the Direct Linear Transformation method used in the application. „Vision Plus 3D” software works with various raster formats. Saving and importing of measurement data as well as of tools is executed using XML format files. Interactive, simultaneous measurement of points and defined geometrical objects from digital images is supported by additional functions and algorithms, which automate the measurement. The application is functionally related to the „Vision Plus” digital video-thermal basic system platform, the „Vision” external library and the „Vision Plus Thermal Analyst” additional module. „Vision Plus 3D” is a 32-bit Windows object application, programmed in Object Pascal language using the Borland Developer Studio package. This software opens new possibilities for analysis, measurement and advanced processing of visual and thermal digital images. The paper presents experimental reconstruction of the 3D thermal scene of a sloping surface using the „Vision Plus 3D” application. The angle between a normal vector of a defined plane and the optical axis of the thermal camera is calculated based on the data received. The calculation of average radiant temperature as well as a temperature correction in the defined area of the thermal image using the directional emissivity correction method were both carried out in „Vision Plus Thermal Analyst” module.