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龙图腾网获悉中南大学申请的专利一种基于多光谱红外的被动测温测距方法及系统获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN119880158B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-12-09发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202510282226.3，技术领域涉及：G01J5/48；该发明授权一种基于多光谱红外的被动测温测距方法及系统是由潘冬;李妍;蒋朝辉;莫昙;余浩洋;王雅琳;桂卫华设计研发完成，并于2025-03-11向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种基于多光谱红外的被动测温测距方法及系统在说明书摘要公布了：一种基于多光谱红外的被动测温测距方法及系统，设计了多光谱长波红外检测系统，构建了多光谱红外测温测距模型，将最小化系统观测值与模型计算值之间的差异作为目标函数，采用KKT和梯度下降法初步求解了模型参数。进一步地，本发明建立了温度和距离修正模型，设计了融合数据误差项和物理信息项的损失函数，获取修正后的温度和距离。本发明通过多光谱长波红外检测系统获取特定波长的红外热图像，利用所建多光谱红外检测模型，实现了对目标物体温度和距离的同步获取，具有较高的准确性和可靠性。

本发明授权一种基于多光谱红外的被动测温测距方法及系统在权利要求书中公布了：1.基于多光谱红外的被动测温测距系统的被动测温测距方法，其特征在于：包括以下步骤： 1设计多光谱LWIR检测系统，检测系统由红外热像仪、带四个窄带滤光片、一个全透片和一个遮光片的滤光轮、温度计和聚焦透镜组成，通过电机控制滤光轮旋转，以进行窄带滤光片和遮光片的切换，通过温度计测量大气温度，通过聚焦透镜将红外辐射汇聚到系统表面； 2基于红外辐射测温原理及Lambert‑Beer定律，充分考虑目标物体自身辐射能量、目标物体反射周围环境物体的辐射能量、大气辐射能量及辐射衰减，构建多光谱红外测温测距模型； 所述步骤2建立多光谱红外测温测距模型，具体如下； Step1：从物体发射项开始，温度为的理想黑体发射波长为的光，根据普朗克黑体辐射定律： 3其中是光的波长，是光速，是普朗克常数，是玻尔兹曼常数； 具有发射率和温度的物体发出的辐射能量表示为： 4当光通过大气传播到传感器时，其中一些会被吸收，到达传感器的辐射与物体发出的辐射之间的比定义为透射率，然后，物体对观测到的辐射的贡献由下式给出： 5根据基尔霍夫热辐射定律，在热平衡下，吸收率等于发射率，空气的发射率与透射率相关，即： 6根据6，空气在温度下的排放量为： 7其中，为空气温度，由温度计获取； 目标会反射周围环境物体的辐射能量，量化如下： 8其中， 表示周围环境物体在波长的辐射能量； 考虑到目标物体、大气和周围环境的贡献，测量系统观测到的光谱表示为： 9使用Lambert‑Beer定律，介质的透射率表示为： 10其中和分别是光谱的输入和透射强度，是介质的消光系数，是介质的厚度，； 基于公式3‑10，在波长处的辐射强度表示为： 11其中，是将能量密度与观测强度相关联的灵敏度；假设大气的气压和水蒸气含量已知，消光系数对所有固定，则参数根据气象站空气温度、湿度和压力的读数利用高分辨率光谱建模软件SpectralCalc获取；将温度已知的黑体炉放置在热像仪前0处，公式11简化为： 12因此根据式12计算； Step2：将周围环境物体在波长的辐射能量表示如下： 13其中，表示目标物体，表示周围环境所有其他物体，是视角因子,表示从离开的辐射，到达的比例，表示物体发出的红外辐射，满足： 14考虑有限个占主导地位的物体发出的辐射，中的部分被观察为，将采样到个光谱中，假设采集到的每个热图像的尺寸为，为图像高度，为图像宽度，为光谱通道数，考虑个环境对象，将图像在空间上划分为个象限，每个象限的维度为； 然后，将每个象限在空间上平均为长度为的光谱，即对于个通道中的每一个，对大小为的子图像进行平均，得到其平均值，考虑个环境对象，获得的两个光谱分别表示为和，是环境的等效对象，现在由下式给出： 15通过将式15代入式11，待估计的未知参数集变为，其中，； 3构建系统观测值与模型计算值之间的最小化目标函数，并根据光谱发射率随波长变化规律，构建发射率对波长的拟合方程，将拟合方程作为目标函数的约束条件，采用KKT和梯度下降法对目标函数进行迭代优化，最终求解出温度、距离和发射率； 所述步骤3目标函数的构建及求解，具体如下； Step1：构建目标函数，目标函数如下： 16其中，是使函数输出值取得极小值的输入点，表示矩阵的2‑范数，为观测到的辐射强度，为根据式11计算的辐射强度； step2:增加约束条件,利用含M,MK个可调参数的波长函数对光谱发射率进行拟合假设方程有: 1718192021采用式20作为发射率的约束条件，式16变为： 22Step3：目标函数的求解，初始化参数如下： 23242526其中，为普朗克黑体辐射定律的逆函数，为光谱通道数，表示从0到10之间的均匀分布中随机抽取； 随后，构造拉格朗日函数： 27其中，、是对的不等式约束的拉格朗日乘子，、、、是其他不等式约束的拉格朗日乘子，是等式约束的拉格朗日乘子，均为非负值，对于每个不等式约束项，其满足互补松弛条件： 28对每个变量求偏导数，得到KKT梯度条件： 2930313233最后，结合所有条件，利用梯度下降法求解模型参数； 4构建基于FCNN的温度和距离修正模型，利用求解得到的发射率信息对温度和距离进行修正，此外，设计一个融合数据误差项和物理信息误差项的损失函数，为FCNN参数的更新提供反馈指导。

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