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:

Приёмник радиовещательный карманный
радиовещательный приемник диапазон схема Одной из основных особенностей научно технического прогресса является непрерывный рост информационных потоков во многих сферах человеческой деятельности. Одна из наиболее обширных област ...

Радиолокационные системы и средства помехозащиты
Термин «радиолокация» составлен из двух слов: radiar — излучать и 1осиs — место. Отсюда «радиолокация» буквально означает определение места объекта посредством радиоизлучения. Более полное определение радиолокации обычно даетс ...

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 ...

(C) 2018 | www.techniformula.ru