Меню

Исследование тепловизионного канала

Главной задачей данной курсовой работы является исследование тепловизионного канала. Для эксперимента был выбран тепловизор "Скат", применяемый для обнаружения НС и ЧС в условиях городской застройки.

Одной из основных характеристик тепловизора является пространственное разрешение. Это телесный угол, который ограничивает разрешение деталей объекта. Обычно это элементарный телесный угол, которым осуществляется анализ пространства; этот угол определяется совместным действием передаточных функций оптической системы, приёмника, электронной системы, системы визуализации и глаза наблюдателя. Передаточная функция системы определяется остаточным контрастом изображения миры с периодической структурой и контрастом самой миры, равным единице. Эта функция зависит от пространственной частоты миры. Таким образом, понятие пространственного разрешения может оцениваться способностью системы воспринимать раздельно два малых объекта или модуляционной передаточной функцией; при этом применяется преобразование Фурье. Наконец, понятие пространственного разрешения непосредственно связано с инерционностью системы через скорость сканирования.

Температурное разрешение это минимальная различимая разность эффективных температур объекта и его окружения. В зависимости от природы объекта определение температурного разрешения принимает различные формы. Для тепловизора "Скат", применяемого для нашего эксперимента, температурное разрешение имеет значение 0,1°С. Разность температур, эквивалентная шуму, ΔТп - это разность эффективных температур протяженного объекта и его окружения, которая дает пиковый сигнал, равный эффективному напряжению шума системы. Минимальная разрешаемая разность температур ΔТразр - это минимальная разность эффективных температур между штрихом и промежутком миры Фуко с периодической структурой, позволяющая визуально разрешить штрихи миры. Минимальная обнаруживаемая разность температур ΔTобн - это минимальная разность эффективных температур протяженного объекта и его окружения, при которой становится возможным восприятие объекта при визуальном наблюдении. Все эти эффективные температуры оцениваются в условиях, когда объекты уподобляются черным телам: разность эффективных температур может быть обусловлена как разностью истинных температур, так и разницей в коэффициентах излучения или в общем случае обеими причинами.

Параметр ΔТ связывает температурное и пространственное разрешение системы. Этот параметр характеризует влияние шума на угловое разрешение с учетом свойств блока визуализации. При определении ΔТ используют визуальное разрешение в изображении штрихов миры с периодической структурой (миры Фуко) и по возможности слабым температурным контрастом. Для обеспечения стандартных условий нужно использовать набор мир, содержащих по четыре параллельных штриха, отстоящих друг от друга на одинаковых в каждой мире расстояниях, причем пространственная частота каждой миры вдвое больше, чем предыдущей, а высота штриха в семь раз больше его ширины. Разность температур между штрихами и фоном, рассматриваемыми, как черные тела, также должна быть по возможности минимальной, чтобы система работала с максимальной чувствительностью. Результаты наблюдения изображения связаны и с физиологией зрительного восприятия, и с интерпретацией увиденного в мозгу человека. Интегрирование по времени с постоянной времени глаза в определенной мере способствует сглаживанию получаемой информации, что уменьшает шумы.

Метод проведения измерений состоит в том, что вначале разность температур между штрихом и промежутком миры сводят к нулю, так что наблюдатель видит однородное поле. Усиление системы устанавливают на максимум. Шум в изображении проявляется тогда в виде зернистости и случайных сцинтилляций. Постепенно повышая разность температур, достигают порога восприятия ΔT1 соответствующего визуальному разрешению штрихов изображения. Затем увеличивают разность температур до величины, соответствующей получению чёткого изображения и снова уменьшают её до тех пор, пока не исчезнет видимая периодическая структура. Достигнутый порог исчезновения ΔT2 обычно меньше, чем ΔT1. Действительно, легче отслеживать изображение в процессе постепенного исчезновения его очертаний, так как положение изображения с самого начала четко определено, тогда как перед появлением изображения внимание наблюдателя не фиксируется в определенной точке. По определению ΔTразр для данной пространственной частоты вычисляется как среднее арифметическое этих двух величин:

ΔTразр = (ΔТ1 + ΔТ2) /2°С

Опыт показывает, что эта функция очень быстро возрастает с ростом пространственной частоты миры. Измерения могут быть проведены по изображению объективным методом. При правильно выбранной постоянной времени фотометра полученные значения будут мало отличаться от значений, определенных с помощью субъективного метода (наблюдается, однако, некоторая остаточная разность, понятная, если учесть восприятие спектрального распределения шумов глазом, который мало чувствителен к шумам на низких пространственных частотах, а высокие частоты воспринимает только до определенной граничной частоты).

МДВ (метеорологическая дальность видимости) - это то наибольшее расстояние на котором в светлое время суток можно различить (обнаружить) на фоне воздушной дымки абсолютно чёрный объект достаточно больших угловых размеров (>15’).

При этом видимым считается такой объект, который различается на фоне неба хотя бы в виде неопределённого контура.

Для расчёта МДВ используется выражение:

=3,9εa ср

Где εa ср - средний коэффициент ослабления по всем направлениям.

Другие статьи:

Приемная антенна для космической линии связи
Приемная антенна, рассчитываемая в данной курсовой работе должна удовлетворять требованиям предъявляемых ей спецификой космических линий связи. Обладать высоким КНД, позволяющим уверенно принимать сигналы ИСЗ находящимся ...

Проект реконструкции участка первичной сети ЕВСС
В настоящее время на всех участках первичной сети ВСС (местном, внутризоновом и магистральном) еще достаточно широко используются аналоговые системы передачи (АСП), работающие по металлическим кабелям связи (К-60П по кабе ...

Аналоговая следящая система для ручного управления телекамерой
Широкий размах автоматизации во всём мире привёл к необходимости использования во всех производствах разнообразных автоматических систем, выполняющих те или иные функции по управлению самыми различными физическими процессами. ...

(C) 2018 | www.techniformula.ru