一种基于神经网络的空中远程目标的温度测量装置及方法与流程

技术特征：
1.一种基于神经网络的空中远程目标的温度测量装置，其特征在于，该温度测量装置包括标定测量模块(1)、实际测量模块(2)和数据处理模块(3)；标定测量模块(1)，用于获取待测目标的训练辐射电压数据，还用于获取黑体的标定辐射电压数据；实际测量模块(2)，用于获取待测目标的现场辐射电压数据；数据处理模块(3)，是基于lstm神经网络实现的，用于利用黑体的标定辐射电压数据与待测目标的训练辐射电压数据构建矩阵数据；还用于对矩阵数据进行归一化得到原始数据集，并将原始数据集划分成训练集和测试集，利用训练集对待测目标的训练辐射电压数据进行训练，利用测试集防止训练过拟合，最后利用待测目标现场辐射电压数据得出待测目标在工作现场实际测量中的真实温度。2.根据权利要求1所述的一种基于神经网络的空中远程目标的温度测量装置，其特征在于，所述标定测量模块(1)包括第一零点测量单元、标定测量单元、第一实测测量单元和第一去噪单元；第一零点测量单元，用于利用辐射传感器对待测目标所处在的训练环境背景在多个波长下的电压进行测量，得到训练环境背景的原始零点电压数据；第一实测测量单元，用于利用辐射传感器对待测目标所处在训练环境背景下的总体辐射电压进行测量，得到原始目标电压数据；标定测量单元，用于利用辐射传感器对黑体所处在的训练环境背景下的电压进行测量，得到原始黑体辐射电压数据；第一去噪单元，用于利用原始目标电压数据减去原始零点电压数据，得到待测目标的训练辐射电压数据；还用于利用原始黑体辐射电压数据减去原始零点电压数据，得到黑体的标定辐射电压数据。3.根据权利要求2所述的一种基于神经网络的空中远程目标的温度测量装置，其特征在于，所述实际测量模块(2)包括第二零点测量单元、第二实测测量单元和第二去噪单元；第二零点测量单元，用于利用辐射传感器对待测目标所处的工作现场环境背景在多个波长下的电压进行测量，得到工作现场环境背景的实测零点电压数据；第二实测测量单元，用于利用辐射传感器对待测目标所处在工作现场环境背景下的总体辐射电压进行测量，得到实测目标电压数据；第二去噪单元，用于利用实测目标电压数据减去实测零点电压数据，得到待测目标的现场辐射电压数据。4.根据权利要求3所述的一种基于神经网络的空中远程目标的温度测量装置，其特征在于，所述数据处理模块(3)包括数据矩阵构建单元和lstm神经网络处理单元；数据矩阵构建单元，用于利用黑体的标定辐射电压数据和待测目标的训练辐射电压数据构建矩阵数据；lstm神经网络处理单元，用于对矩阵数据进行归一化得到原始数据集，并将原始数据集划分成训练集和测试集，利用训练集对待测目标的训练辐射电压数据进行训练，利用测试集防止训练过拟合，最后利用待测目标现场辐射电压数据得出待测目标在工作现场实际测量中的真实温度。5.根据权利要求4所述的一种基于神经网络的空中远程目标的温度测量装置，其特征
在于，该温度测量装置还包括结果显示模块(4)；所述结果显示模块(4)，用于对待测目标的真实温度进行显示；还用于显示训练集的训练效果。6.一种基于神经网络的空中远程目标的温度测量方法，其特征在于，该温度测量方法包括标定测量步骤、实际测量步骤和数据处理步骤；标定测量步骤，用于获取待测目标的训练辐射电压数据，还用于获取黑体的标定辐射电压数据；实际测量步骤，用于获取待测目标的现场辐射电压数据；数据处理步骤，是基于lstm神经网络实现的，用于利用黑体的标定辐射电压数据与待测目标的训练辐射电压数据构建矩阵数据；还用于对矩阵数据进行归一化得到原始数据集，并将原始数据集划分成训练集和测试集，利用训练集对待测目标的训练辐射电压数据进行训练，利用测试集防止训练过拟合，最后利用待测目标现场辐射电压数据得出待测目标在工作现场实际测量中的真实温度。7.根据权利要求6所述的一种基于神经网络的空中远程目标的温度测量方法，其特征在于，所述标定测量步骤包括第一零点测量步骤、标定测量步骤、第一实测测量步骤和第一去噪步骤；第一零点测量步骤，用于利用辐射传感器对待测目标所处在的训练环境背景在多个波长下的电压进行测量，得到训练环境背景的原始零点电压数据；第一实测测量步骤，用于利用辐射传感器对待测目标所处在训练环境背景下的总体辐射电压进行测量，得到原始目标电压数据；标定测量步骤，用于利用辐射传感器对黑体所处在的训练环境背景下的电压进行测量，得到原始黑体辐射电压数据；第一去噪步骤，用于利用原始目标电压数据减去原始零点电压数据，得到待测目标的训练辐射电压数据；还用于利用原始黑体辐射电压数据减去原始零点电压数据，得到黑体的标定辐射电压数据。8.根据权利要求7所述的一种基于神经网络的空中远程目标的温度测量方法，其特征在于，所述实际测量步骤包括第二零点测量步骤、第二实测测量步骤和第二去噪步骤；第二零点测量步骤，用于利用辐射传感器对待测目标所处的工作现场环境背景在多个波长下的电压进行测量，得到工作现场环境背景的实测零点电压数据；第二实测测量步骤，用于利用辐射传感器对待测目标所处在工作现场环境背景下的总体辐射电压进行测量，得到实测目标电压数据；第二去噪步骤，用于利用实测目标电压数据减去实测零点电压数据，得到待测目标的现场辐射电压数据。9.根据权利要求8所述的一种基于神经网络的空中远程目标的温度测量方法，其特征在于，所述数据处理模块步骤包括数据矩阵构建步骤和lstm神经网络处理步骤；数据矩阵构建步骤，用于利用黑体的标定辐射电压数据和待测目标的训练辐射电压数据构建矩阵数据；lstm神经网络处理步骤，用于对矩阵数据进行归一化得到原始数据集，并将原始数据集划分成训练集和测试集，利用训练集对待测目标的训练辐射电压数据进行训练，利用测
试集防止训练过拟合，最后利用待测目标现场辐射电压数据得出待测目标在工作现场实际测量中的真实温度。10.根据权利要求9所述的一种基于神经网络的空中远程目标的温度测量方法，其特征在于，该温度测量方法还包括结果显示步骤；所述结果显示步骤，用于对待测目标的真实温度进行显示；还用于显示训练集的训练效果。

技术总结
一种基于神经网络的空中远程目标的温度测量装置及方法，涉及一种多光谱辐射测温技术，为了解决现有的空中远程目标的温度测量方法测量精度差的问题。本发明的标定测量模块，用于获取待测目标的训练辐射电压数据，还用于获取黑体的标定辐射电压数据；实际测量模块，用于获取待测目标的现场辐射电压数据；数据处理模块，用于构建矩阵数据；还用于对矩阵数据进行归一化得到原始数据集，并将原始数据集划分成训练集和测试集，利用训练集对待测目标的训练辐射电压数据进行训练，利用测试集防止训练过拟合，最后利用待测目标现场辐射电压数据得出待测目标在工作现场实际测量中的真实温度。有益效果为测量精度高。度。有益效果为测量精度高。度。有益效果为测量精度高。


技术研发人员：孙博君 孙晓刚 魏艳秀 梁家锋
受保护的技术使用者：哈尔滨工业大学
技术研发日：2021.08.18
技术公布日：2021/11/8