1. 本选题研究的目的及意义
随着科学技术的不断发展,温度测量技术在工业生产、医疗诊断、环境监测等领域扮演着越来越重要的角色。
传统的测温方式,如热电偶、热敏电阻等点式测温方法,存在着测量点有限、无法获取温度场分布信息等局限性,难以满足日益复杂的应用需求。
二维阵列测温技术利用阵列式传感器,能够同时获取被测目标多个点的温度信息,实现非接触、快速、准确的温度测量,为获取目标温度场的二维分布提供了有效手段。
2. 本选题国内外研究状况综述
近年来,随着传感器技术、图像处理技术和嵌入式系统的发展,二维阵列测温与热成像技术取得了显著的进步,并在各个领域得到了广泛的应用。
1. 国内研究现状
国内在二维阵列测温与热成像技术领域的研究起步相对较晚,但近年来发展迅速,一些高校和科研机构在该领域取得了一定的研究成果。
3. 本选题研究的主要内容及写作提纲
主要内容:本课题将设计和实现一种基于二维阵列传感器的测温与热成像系统,该系统主要由硬件平台和软件系统两部分组成。
1.硬件平台:硬件平台主要包括二维阵列传感器、信号处理电路、控制单元、显示屏和通信接口等部分。
二维阵列传感器用于感知目标的红外辐射,并将其转换为电信号;信号处理电路对传感器输出的信号进行放大、滤波、模数转换等处理;控制单元负责控制整个系统的运行;显示屏用于显示温度数据和热图像;通信接口用于与上位机或其他设备进行数据传输。
4. 研究的方法与步骤
本课题的研究将采用理论分析、实验研究和仿真模拟相结合的方法。
1.理论分析阶段:-深入研究二维阵列测温技术和热成像技术的原理、方法和国内外研究现状;-分析二维阵列传感器的特性参数、测温原理以及影响测温精度的因素;-研究热成像图像生成算法,选择合适的算法进行热图像重建;-确定系统的总体方案,设计系统的硬件电路和软件架构。
2.实验研究阶段:-根据系统设计方案,选择合适的硬件平台和传感器,搭建系统硬件电路;-编写系统软件代码,实现温度数据采集、处理、传输、显示以及热图像生成等功能;-对系统进行调试和测试,验证系统功能的完整性和稳定性。
5. 研究的创新点
本课题的创新点主要体现在以下几个方面:1.高精度测温算法研究:针对二维阵列传感器存在的非均匀性等问题,研究基于多点校准和补偿的高精度测温算法,提高系统的测温精度和稳定性。
2.高质量热图像生成算法研究:针对传统热图像生成算法存在的分辨率低、细节模糊等问题,研究基于图像增强和超分辨率重建的高质量热图像生成算法,提高热图像的清晰度和细节表现力。
3.系统集成与应用创新:将二维阵列测温与热成像技术相结合,开发集测温、成像、数据分析于一体的智能化系统,并探索其在工业生产、医疗诊断等领域的应用,为相关领域提供更加高效、便捷的解决方案。
6. 计划与进度安排
第一阶段 (2024.12~2024.1)确认选题,了解毕业论文的相关步骤。
第二阶段(2024.1~2024.2)查询阅读相关文献,列出提纲
第三阶段(2024.2~2024.3)查询资料,学习相关论文
7. 参考文献(20个中文5个英文)
[1] 张建奇,徐飞,王云.基于FPGA的非制冷红外焦平面阵列图像采集系统设计[J].电子测量技术,2021,44(02):60-64.
[2] 谢天宇,孙强,徐静平,王浩,张淳,杨文,李晓静,王召巴.基于微型非制冷红外探测器的耳温枪研制[J].传感技术学报,2021,34(02):242-247.
[3] 王晓辉,王军,王飞.基于FPGA的动态红外场景模拟系统设计与实现[J].红外技术,2021,43(01):39-45.
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