基于輔助調頻光源的彩色成像溫度場測量裝置及方法與流程
本發明涉及物體輻射溫度檢測技術領域，尤其涉及一種基于輔助調頻光源的彩色成像溫度場測量裝置及方法。
背景技術：
在能源動力、石油化工、航空航天等領域，輻射測溫儀器具有廣泛的應用需求，例如電站爐膛內部溫度測量與控制、內燃機燃燒溫度診斷、燒蝕材料表面溫度測量、熱環境試驗中的結構試驗件溫度分布測量等。傳統的熱電偶接觸式測溫手段，由于測溫范圍、響應速度的局限性，目前正在逐步被性能穩定、非接觸式的光學測溫設備所取代，在高溫測量領域，非接觸輻射光學測溫技術具有獨特的技術優勢，是高溫測量可選擇的先進技術之一。近些年來國內外相關研究機構已發展了多種類型的輻射溫度方法與技術，但在工程應用中目前仍以紅外熱像儀、單色測溫儀、比色測溫儀等商用輻射測溫儀器作為主要的技術手段。
輻射測溫具有熱電偶接觸式測溫所不具備的技術優勢，但輻射測溫儀器應用于實際物體測溫的準確性強烈地依賴于實際物體表面發射率。發射率是重要的輻射熱物性參數之一，表征了材料表面的光譜輻射能力，光譜發射率與材料成分、表面狀態、溫度、波長等因素復雜相關，發射率的準確測量一直是計量領域的難點問題，因此發射率的未知性與不確定性就成為了輻射溫度準確測量的關鍵障礙。為解決發射率給溫度測試帶來的影響，研究人員提出了基于特定發射率模型的比色測溫法、多光譜測溫法，通過構造發射率假設模型(灰體、線性、多項式等模型)，實現目標溫度的反演測量。然而，發射率假設模型對于不同材料的適用性問題是輻射溫度測量中不可回避的重要問題，是上述方法應用的局限性。
此外，由于高溫溫度場的測量需求，基于可見光圖像光電傳感器(CCD、COMS)的光學測溫技術在溫度場測量方面展現出了極大的優勢，許多科研機構應用圖像光電傳感器開展了高溫輻射溫度場的測量研究工作，其中具有代表性的應用模式之一，發展基于彩色CCD/CMOS圖像傳感器的輻射測溫技術，RGB彩色濾色陣列實現彩色復現，提供了紅、綠、藍三個顏色通道，利用三個顏色通道的波段響應，結合特定的發射率模型，實現了溫度場的測量計算。這類測溫技術的局限性體現在：(1)測溫準確性強烈地依賴于發射率數據或發射率假設模型，如上所述，這是絕大多數輻射測溫所無法回避的難點問題；(2)溫度測量范圍通常受限于彩色圖像傳感器的動態范圍，對于具有大溫度梯度的物體表面，無法在一次彩色成像時，實現非失真的場測量。
因此，針對現有方法應用的局限性及上述關鍵難點問題，發展一種不依賴于發射率數值或發射率假設模型、適用于具有大溫度梯度分布物體的高溫溫度場動態測量方法，將是非常必要的。
技術實現要素：
本發明所要解決的技術問題是提供一種基于輔助調頻光源的彩色成像溫度場測量裝置，用于待測物體的溫度測量。
為此目的，本發明提出了一種基于輔助調頻光源的彩色成像溫度場測量裝置，包括：輔助調頻光源和彩色圖像光電傳感器；
所述輔助調頻光源用于在開啟狀態下照射待測物體表面；
所述彩色圖像光電傳感器用于在所述輔助調頻光源開啟狀態下，采集所述待測物體表面的第一彩色圖像；其中，所述第一彩色圖像的每個像素的紅、綠、藍色度值分別對應三個光譜通道的第一輻射強度；
所述彩色圖像光電傳感器還用于在所述輔助調頻光源關閉狀態下，采集所述待測物體表面的第二彩色圖像；其中，所述第二彩色圖像的每個像素的紅、綠、藍色度值分別對應三個光譜通道的第二輻射強度；
其中，所述第一彩色圖像和第二彩色圖像的每個像素與待測物體表面的每個位置一一對應；所述待測物體的指定位置的溫度是根據對應像素的任一光譜通道的所述第一輻射強度、第二輻射強度以及所述輔助調頻光源在開啟狀態下自身的輻射強度確定的。
優選的，所述彩色圖像光電傳感器的采集頻率是所述輔助調頻光源的調制頻率的偶數倍；
其中，所述輔助調頻光源的調制頻率為所述輔助調頻光源開啟或關閉的頻率。
優選的，所述輔助調頻光源為可見光光源，所述彩色圖像光電傳感器為可見光彩色圖像光電傳感器。
優選的，所述三個光譜通道的測溫范圍不重疊；所述彩色圖像光電傳感器的測溫范圍為所述三個光譜通道的測溫范圍之和。
優選的，所述輔助調頻光源的數量為多個，多個輔助調頻光源設置在以所述待測物體為直徑的半球表面。
另一方面，本發明實施例還提供了一種基于輔助調頻光源的彩色成像溫度場測量方法，包括：
開啟照射待測物體表面的輔助調頻光源，通過彩色圖像光電傳感器采集所述待測物體表面的第一彩色圖像；其中，所述第一彩色圖像的每個像素的紅、綠、藍色度值分別對應三個光譜通道的第一輻射強度；
關閉所述輔助調頻光源，通過彩色圖像光電傳感器采集所述待測物體表面的第二彩色圖像；其中，所述第二彩色圖像的每個像素的紅、綠、藍色度值分別對應三個光譜通道的第二輻射強度；
根據指定像素的任一光譜通道的所述第一輻射強度、第二輻射強度以及所述輔助調頻光源在開啟狀態下自身的輻射強度確定所述待測物體的對應位置的溫度；
其中，所述第一彩色圖像和第二彩色圖像的每個像素與待測物體表面的每個位置一一對應。
優選的，所述根據指定像素的任一光譜通道的所述第一輻射強度、第二輻射強度以及所述輔助調頻光源在開啟狀態下自身的輻射強度確定所述待測物體的對應位置的溫度，具體采用以下公式進行計算：
其中，T是任一像素所對應的待測物體測量位置的溫度，為所求量；λR,λG,λB分別代表彩色圖像光電傳感器R、G、B三個光譜通道的等效光譜波長；ηR,ηG,ηB分別代表三個光譜通道的傳感器增益；分別代表三個光譜通道的儀器因子；VR,1,VG,1,VB,1分別表示在輔助調頻光源關閉狀態下，R、G、B三個光譜通道測量輸出的有效輻射強度信號，即第二輻射強度；VR,2,VG,2,VB,2分別表示在輔助調頻光源開啟狀態下，R、G、B三個光譜通道測量輸出的有效輻射強度信號，即第一輻射強度；εR,εG,εB分別表示在R、G、B三個光譜通道即三個等效光譜波長的物體表面測量位置區域的發射率；Ib(λR,T)、Ib(λG,T)、Ib(λB,T)分別表示在與物體表面測量位置區域具有相同溫度、三個等效光譜波長下的黑體輻射強度；Ie(λR),Ie(λG),Ie(λB)是輔助調頻光源開啟狀態時在三個等效光譜波長下的輻射強度。
優選的，所述彩色圖像光電傳感器的采集頻率是所述輔助調頻光源的調制頻率的偶數倍；
其中，所述輔助調頻光源的調制頻率為所述輔助調頻光源開啟或關閉的頻率。
優選的，所述輔助調頻光源為可見光光源，所述彩色圖像光電傳感器為可見光彩色圖像光電傳感器。
優選的，所述三個光譜通道的測溫范圍不重疊；所述彩色圖像光電傳感器的測溫范圍為所述三個光譜通道的測溫范圍之和。
本發明實施例提供的基于輔助調頻光源的彩色成像溫度場測量裝置及方法，通過彩色圖像光電傳感器分別在輔助調頻光源開啟和關閉兩種狀態下采集待測物體的彩色圖像，從而根據彩色圖像的RGB色度值可以確定輔助調頻光源開啟和關閉兩種狀態下三個光譜通道的輻射強度，進而根據輻射強度可以確定待測物體的測量位置的溫度，其中，三個光譜通道擴大了溫度測量范圍，綜上，本發明實施例提供的技術方案實現了在未知發射率情形下的大溫度梯度目標物體溫度場的非接觸在線測量，克服了現有輻射溫度測試方法對高溫材料發射率數據的依賴性、發射率假設模型的局限性、圖像測溫動態范圍有限、無法適用于大溫度梯度目標物體溫度場測量等問題。
附圖說明
通過參考附圖會更加清楚的理解本發明的特征和優點，附圖是示意性的而不應理解為對本發明進行任何限制，在附圖中：
圖1為本發明實施例提供的一種基于輔助調頻光源的彩色成像溫度場測量裝置的結構示意圖；
圖2為本發明實施例提供的一種基于輔助調頻光源的彩色成像溫度場測量方法的流程示意圖。
具體實施方式
下面將結合附圖對本發明的實施例進行詳細描述。
如圖1所示，本發明實施例提供了一種基于輔助調頻光源的彩色成像溫度場測量裝置，該裝置包括：輔助調頻光源2和彩色圖像光電傳感器1；
所述輔助調頻光源2用于在開啟狀態下照射待測物體3表面；
所述彩色圖像光電傳感器1用于在所述輔助調頻光源2開啟狀態下，采集所述待測物體3表面的第一彩色圖像；其中，所述第一彩色圖像的每個像素的紅、綠、藍色度值分別對應三個光譜通道的第一輻射強度；
所述彩色圖像光電傳感器1還用于在所述輔助調頻光源2關閉狀態下，采集所述待測物體3表面的第二彩色圖像；其中，所述第二彩色圖像的每個像素的紅、綠、藍色度值分別對應三個光譜通道的第二輻射強度；
其中，所述第一彩色圖像和第二彩色圖像的每個像素與待測物體3表面的每個位置一一對應；所述待測物體3的指定位置的溫度是根據對應像素的任一光譜通道的所述第一輻射強度、第二輻射強度以及所述輔助調頻光源2在開啟狀態下自身的輻射強度確定的。
具體的，該彩色圖像光電傳感器1可以是具有GRB顏色濾色陣列的CCD或CMOS彩色圖像傳感器。該彩色圖像光電傳感器1可以對高溫物體進行可見光光譜范圍內的RGB彩色成像，具體的，可以在輔助調頻光源2關閉狀態下，測量獲取高溫物體表面的二維彩色圖像(即第二彩色圖像)；還可以在輔助調頻光源2開啟狀態下，測量獲取高溫物體表面的二維彩色圖像(即第一彩色圖像)。
需要說明的是，二維彩色圖像的每一個像素表面物體表面的每一個位置，即每個像素和物體表面的每個位置一一對應。由于形成的是RGB彩色圖像，所以每個像素包括R、G、B三個色度值，R、G、B三個色度值分別代表物體表面的某個位置的R、G、B三個光譜通道的測量信號。R、G、B三個色度值分別反映了彩色圖像光電傳感器1三個光譜通道的有效輻射強度信息，通過輻射強度定標，可以建立R、G、B色度值與三個光譜通道有效輻射強度的對應關系，因此，基于每個像素的R、G、B色度值數值和此對應關系，可以獲得每個像素所代表的三個光譜通道的有效輻射強度。從而可以在輔助調頻光源2開啟狀態下，根據任一像素的R、G、B色度值確定該像素對應位置的三個光譜通道的有效輻射強度，統稱第一輻射輻射強度；在輔助調頻光源2關閉狀態下，根據任一像素的R、G、B色度值可以確定該像素對應位置的三個光譜通道的有效輻射強度，統稱第二輻射輻射強度。
其中，通過輻射強度定標，建立R、G、B色度值與三個光譜通道有效輻射強度的對應關系，可以通過標準輻射源來進行，例如標準黑體輻射源。具體的，通過采集標準輻射源的二維彩色圖像，根據該二維彩色圖像的任一像素的R、G、B色度值和該標準輻射源的輻射強度，建立R、G、B色度值和三個光譜通道有效輻射強度的對應關系。其中，標準輻射源的溫度范圍可以是500℃～1500℃。
進一步需要說明的是，物體表面有效輻射強度分布是指物體表面有效輻射強度的二維分布，可以通過彩色圖像像素的輸出信號來表示。有效輻射強度主要包括兩部分：1)物體表面自發輻射強度；2)物體表面反射的來自于輔助調頻光源2的輻射強度。其中，輔助調頻光源2在其調制的每一個周期包括一個開啟、一個關閉兩種狀態，當處于開啟狀態時，物體表面反射來自于輔助調頻光源2的輻射強度表現為開啟的光源在物體表面反射的輻射強度；當處于關閉狀態時，物體表面反射的來自于輔助調頻光源2的輻射強度為零。即，上述第一輻射強度包括了兩部分：1)物體表面自發輻射強度；2)物體表面反射的來自于輔助調頻光源2的輻射強度。上述第二輻射強度僅包括：1)物體表面自發輻射強度。從而根據任一像素的任一光譜通道的第一輻射強度、第二輻射強度以及輔助調頻光源2在開啟狀態下自身的輻射強度就可以計算出待測物體3表面與該像素對應的位置的溫度。其中，輔助調頻光源2在開啟狀態下自身的輻射強度出廠時即為已知量，當然也可以通過標準輻射照度計測量獲得該輻射調頻光源的輻射強度。
在一種本發明實施例中，待測物體3的對應位置的溫度可以采用以下公式(1)進行計算：
其中，T是任一像素所對應的物體表面測量位置區域的溫度，為所求的未知量；λR,λG,λB分別代表彩色圖像光電傳感器1的R、G、B三個光譜通道的等效光譜波長，為已知量；ηR,ηG,ηB分別代表三個光譜通道的傳感器增益，為已知量；分別代表三個光譜通道的儀器因子，與傳感器響應、光電轉換系數相關，為已知量；VR,1,VG,1,VB,1分別表示在輔助調頻光源2關閉狀態下，R、G、B三個光譜通道測量輸出的有效輻射強度信號，即第二輻射強度，為測量已知量；VR,2,VG,2,VB,2分別表示在輔助調頻光源2開啟狀態下，R、G、B三個光譜通道測量輸出的有效輻射強度信號，即第一輻射強度，為測量已知量；εR,εG,εB分別表示在R、G、B三個光譜通道(即三個等效光譜波長)的物體表面測量位置區域的發射率，為未知量；Ib(λR,T),Ib(λG,T),Ib(λB,T)分別表示在與物體表面測量位置區域具有相同溫度、三個等效光譜波長下的黑體輻射強度，是溫度T的單值函數，為非獨立未知量，可以將其歸結為由溫度T所決定的物理量；Ie(λR),Ie(λG),Ie(λB)是輔助調頻光源2開啟狀態時在三個等效光譜波長下的輻射強度，為已知量。
對于具有大溫度梯度分布的物體表面，彩色圖像光電傳感器1測量獲得輔助調頻2光源照射條件下的高溫物體表面二維彩色圖像，受限于彩色圖像光電傳感器1的動態范圍，彩色圖像所有像素的R、G、B三個光譜通道測量數據不能保障同時有效。其中，傳感器測量數據有效是指測量信號即不飽和，也不是暗背景的非失真信號。
由公式(1)可知，對任一光譜通道i(i＝R,G,B)，公式(1)包含兩個方程兩個未知量εi，T，通過兩個測量值(Vi,1,Vi,2)，就可以計算求解出溫度T，即只需要1個光譜通道數據有效，即可以求解溫度T。
需要說明的是，彩色成像具有R、G、B三個獨立的光譜通道，在傳感器動態范圍影響下，一次成像時，每個光譜通道測量的溫度范圍帶寬分別為ΔTR、ΔTG、ΔTB。在傳統溫度測量模式，要求三個光譜通道數據均為非失真的有效數據，對于圖像中的任一像素點，采用比色測溫法等方法，同時利用任一像素點的三個光譜通道數據的耦合聯立求解溫度，因此測量溫度范圍帶寬ΔT不能大于任一通道的測溫帶寬(ΔTR、ΔTG、ΔTB)。本發明實施例只需要1個光譜通道數據有效，即可以求解溫度T，從而本發明實施例為了擴大彩色成像的測溫范圍，依據R、G、B三個光譜通道，可以進行溫度場分區測量。對于每個光譜通道i，通過調節傳感器增益ηi以控制輸出信號的強度，利用公式(1)，實現(Ti,Ti+ΔTi)溫度子區間溫度的有效測量。當各個溫度子區間不重疊時，彩色成像的測溫范圍的溫度帶寬將擴大至ΔTR+ΔTG+ΔTB。此即為溫度場分區測量的基本原理，與現有技術相比，擴大了溫度測量范圍，適用于大溫度梯度的物體溫度測量。
在上述實施例的基礎上，所述彩色圖像光電傳感器1的采集頻率是所述輔助調頻光源2的調制頻率的偶數倍；其中，所述輔助調頻光源2的調制頻率為所述輔助調頻光源2開啟或關閉的頻率。
具體的，輔助調頻光源2可以是按照特定頻率調制的可見光光源，所述彩色圖像光電傳感器1可以為可見光彩色圖像光電傳感器。輔助調頻光源2的調制是指控制該輔助調頻光源2在開啟、關閉兩種狀態下切換，調制頻率則是指該輔助調頻光源2開啟或關閉的頻率。輔助調頻光源2調制的一個周期包括開啟和關閉兩種狀態，為了采集每個開啟和關閉狀態下，待測物體3的彩色圖像，彩色圖像光電傳感器1的采集頻率是輔助調頻光源2的調制頻率的偶數倍。舉例來說，當輔助調頻光源2的調制頻率為20HZ時，表示1秒內存在20個周期，即1秒內包括20個開啟狀態和20個關閉狀態，從而當彩色圖像光電傳感器1的采集頻率為40HZ時，1秒內進行40次數據采集，從而保證每次開啟狀態和每次關閉狀態均能進行圖像采集。進一步的，彩彩色圖像傳感器與輔助調頻光源2同步工作。輔助調頻光源2的調制頻率和彩色圖像傳感器的采集頻率需要滿足物體溫度的動態變化測量要求。
優選的，所述三個光譜通道的測溫范圍不重疊；所述彩色圖像光電傳感器1的測溫范圍為所述三個光譜通道的測溫范圍之和。
具體的，彩色成像具有R、G、B三個獨立的光譜通道，在傳感器動態范圍影響下，一次成像時，每個光譜通道測量的溫度范圍帶寬分別為ΔTR、ΔTG、ΔTB。在本發明一種實施例中，ΔTR＝ΔTG＝ΔTB＝300℃。需要說明的，在傳統溫度測量模式，要求三個光譜通道數據均為非失真的有效數據，對于圖像中的任一像素點，采用比色測溫法等方法，同時利用任一像素點的三個光譜通道數據的耦合聯立求解溫度，因此測量溫度范圍帶寬ΔT不大于任一通道的測溫帶寬(ΔTR、ΔTG、ΔTBΔTB)，即ΔT≤300℃。
由上述公式(1)可知，本發明實施例只需有1個光譜通道的數據有效，就可以計算出待測物體3指定位置的溫度，從而三個光譜通道可以進行不同溫度范圍的待測物體3的溫度測量。為擴大彩色成像的測溫范圍，依據R、G、B三個光譜通道，進行溫度場分區測量。對于每個光譜通道i，通過調節傳感器增益ηi以控制輸出信號的強度，利用公式(1)，實現(Ti,Ti+ΔTi)溫度子區間溫度的有效測量。當各個溫度子區間不重疊時，例如彩色圖像的R光譜通道測量溫度子區間600～900℃，彩色圖像的G光譜通道測量溫度子區間900～1200℃，彩色圖像的B光譜通道測量溫度子區間1200～1500℃。彩色成像的測溫范圍的溫度帶寬將擴大至ΔTR+ΔTG+ΔTB，即ΔT＝900℃，測溫范圍為600～1500℃。因此，通過輔助調頻光源2照射模式及溫度場分區測量方法，實現了大溫度梯度目標物體溫度場的非接觸在線測量。
優選的，所述輔助調頻光源2的數量為多個，多個輔助調頻光源2設置在以所述待測物體3為直徑的半球表面。
在一種本發明實施例中，該輔助調頻光源2可以為3～6個，具體可以為鹵素燈、石英燈、鎢帶燈、石墨加熱器、LED等各類光源，對此不作限制，在一種本發明實施例中，可以選擇鹵素燈作為輻射調頻光源，鹵素燈開啟時的輻射強度出廠時即為已知量，或者可以通過輻射照度計進行測量。如圖1所示，多個輔助調頻光源2從半球表面空間照射待測物體3的表面，多個輔助調頻光源2投射的光線覆蓋待測物體3表面的測量區域，即多個輔助調頻光源2投射的光線應覆蓋彩色圖像光電傳感器1的圖像采集區域。
本發明實施例提供的基于輔助調頻光源的彩色成像溫度場測量裝置，通過彩色圖像光電傳感器分別在輔助調頻光源開啟和關閉兩種狀態下采集待測物體的彩色圖像，從而根據彩色圖像的RGB色度值可以確定輔助調頻光源開啟和關閉兩種狀態下三個光譜通道的輻射強度，進而根據輻射強度可以確定待測物體的測量位置的溫度，其中，三個光譜通道擴大了溫度測量范圍，綜上，本發明實施例提供的技術方案實現了在未知發射率情形下的大溫度梯度目標物體溫度場的非接觸在線測量，克服了現有輻射溫度測試方法對高溫材料發射率數據的依賴性、發射率假設模型的局限性、圖像測溫動態范圍有限、無法適用于大溫度梯度目標物體溫度場測量等問題。
另一方面，如圖2所示，本發明實施例還提供了一種基于的彩色成像溫度場測量方法，該方法可以采用上述實施例所述的基于的彩色成像溫度場測量裝置，該方法包括以下步驟：
S1：開啟照射待測物體3表面的輔助調頻光源2，通過彩色圖像光電傳感器1采集所述待測物體3表面的第一彩色圖像；其中，所述第一彩色圖像的每個像素的紅、綠、藍色度值分別對應三個光譜通道的第一輻射強度；
S2：關閉所述輔助調頻光源2，通過彩色圖像光電傳感器1采集所述待測物體3表面的第二彩色圖像；其中，所述第二彩色圖像的每個像素的紅、綠、藍色度值分別對應三個光譜通道的第二輻射強度；
S3：根據指定像素的任一光譜通道的所述第一輻射強度、第二輻射強度以及所述輔助調頻光源2在開啟狀態下自身的輻射強度確定所述待測物體3的對應位置的溫度；
其中，所述第一彩色圖像和第二彩色圖像的每個像素與待測物體3表面的每個位置一一對應。
優選的，步驟S3根據指定像素的任一光譜通道的所述第一輻射強度、第二輻射強度以及所述輔助調頻光源2在開啟狀態下自身的輻射強度確定所述待測物體3的對應位置的溫度，具體采用以下公式(2)進行計算：
其中，T是任一像素所對應的待測物體3測量位置的溫度，為所求量；λR,λG,λB分別代表彩色圖像光電傳感器1的R、G、B三個光譜通道的等效光譜波長；ηR,ηG,ηB分別代表三個光譜通道的傳感器增益；分別代表三個光譜通道的儀器因子；VR,1,VG,1,VB,1分別表示在輔助調頻光源2關閉狀態下，R、G、B三個光譜通道測量輸出的有效輻射強度信號，即第二輻射強度；VR,2,VG,2,VB,2分別表示在輔助調頻光源2開啟狀態下，R、G、B三個光譜通道測量輸出的有效輻射強度信號，即第一輻射強度；εR,εG,εB分別表示在R、G、B三個光譜通道即三個等效光譜波長的物體表面測量位置區域的發射率；Ib(λR,T)、Ib(λG,T)、Ib(λB,T)分別表示在與物體表面測量位置區域具有相同溫度、三個等效光譜波長下的黑體輻射強度；Ie(λR),Ie(λG),Ie(λB)是輔助調頻光源2開啟狀態時在三個等效光譜波長下的輻射強度。
優選的，所述彩色圖像光電傳感器1的采集頻率是所述輔助調頻光源2的調制頻率的偶數倍；
其中，所述輔助調頻光源2的調制頻率為所述輔助調頻光源2開啟或關閉的頻率。
優選的，所述輔助調頻光源2為可見光光源，所述彩色圖像光電傳感器1為可見光彩色圖像光電傳感器1。
優選的，所述三個光譜通道的測溫范圍不重疊；所述彩色圖像光電傳感器1的測溫范圍為所述三個光譜通道的測溫范圍之和。
對于與裝置對應的基于輔助調頻光源的彩色成像溫度場測量方法實施例而言，由于其與裝置實施例基本相似，達到的技術效果也與裝置實施例起到的效果相同，所以描述的比較簡單，相關之處參見裝置實施例的部分說明即可。
本發明實施例提供的基于輔助調頻光源的彩色成像溫度場測量方法，通過彩色圖像光電傳感器分別在輔助調頻光源開啟和關閉兩種狀態下采集待測物體的彩色圖像，從而根據彩色圖像的RGB色度值可以確定輔助調頻光源開啟和關閉兩種狀態下三個光譜通道的輻射強度，進而根據輻射強度可以確定待測物體的測量位置的溫度，其中，三個光譜通道擴大了溫度測量范圍，綜上，本發明實施例提供的技術方案實現了在未知發射率情形下的大溫度梯度目標物體溫度場的非接觸在線測量，克服了現有輻射溫度測試方法對高溫材料發射率數據的依賴性、發射率假設模型的局限性、圖像測溫動態范圍有限、無法適用于大溫度梯度目標物體溫度場測量等問題。
需要說明的是，在本文中，諸如第一和第二等之類的關系術語僅僅用來將一個實體或者操作與另一個實體或操作區分開來，而不一定要求或者暗示這些實體或操作之間存在任何這種實際的關系或者順序。而且，術語“包括”、“包含”或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的過程、方法、物品或者設備不僅包括那些要素，而且還包括沒有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種過程、方法、物品或者設備所固有的要素。在沒有更多限制的情況下，由語句“包括一個……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的過程、方法、物品或者設備中還存在另外的相同要素。術語“上”、“下”等指示的方位或位置關系為基于附圖所示的方位或位置關系，僅是為了便于描述本發明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本發明的限制。除非另有明確的規定和限定，術語“安裝”、“相連”、“連接”應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內部的連通。對于本領域的普通技術人員而言，可以根據具體情況理解上述術語在本發明中的具體含義。
本發明的說明書中，說明了大量具體細節。然而能夠理解的是，本發明的實施例可以在沒有這些具體細節的情況下實踐。在一些實例中，并未詳細示出公知的方法、結構和技術，以便不模糊對本說明書的理解。類似地，應當理解，為了精簡本發明公開并幫助理解各個發明方面中的一個或多個，在上面對本發明的示例性實施例的描述中，本發明的各個特征有時被一起分組到單個實施例、圖、或者對其的描述中。然而，并不應將該公開的方法解釋成反映如下意圖：即所要求保護的本發明要求比在每個權利要求中所明確記載的特征更多的特征。更確切地說，如權利要求書所反映的那樣，發明方面在于少于前面公開的單個實施例的所有特征。因此，遵循具體實施方式的權利要求書由此明確地并入該具體實施方式，其中每個權利要求本身都作為本發明的單獨實施例。需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請中的實施例及實施例中的特征可以相互組合。本發明并不局限于任何單一的方面，也不局限于任何單一的實施例，也不局限于這些方面和/或實施例的任意組合和/或置換。而且，可以單獨使用本發明的每個方面和/或實施例或者與一個或更多其他方面和/或其實施例結合使用。
最后應說明的是：以上各實施例僅用以說明本發明的技術方案，而非對其限制；盡管參照前述各實施例對本發明進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解：其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分或者全部技術特征進行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應技術方案的本質脫離本發明各實施例技術方案的范圍，其均應涵蓋在本發明的權利要求和說明書的范圍當中。
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