Прикладная физика
N 1, 2003

Расчет предельных параметров активной системы видения на основе несканирующего тепловизора

А. Н. Свиридов
Государственное унитарное предприятие «НПО "Орион"», Москва, Россия

   Предложена активная система видения (АСВ) на основе несканирующего тепловизора (ТВП), СО₂-квантового усилителя изображения и СО₂-лазера. Разработана математическая модель АСВ, в рамках которой проведено исследование предельных величин отношения сигнал/шум и других параметров системы в зависимости от расстояний до сцены — области наблюдения (ОН), энергии импульса подсветки (W), коэффициента усиления (К) квантового усилителя, характеристик объектива, ширины спектральной полосы пропускания охлаждаемого фильтра ТВП, а также характеристик объекта и сцены. Расчеты проводились для следующих возможных режимов работы рассматриваемой системы видения: активные режимы — ТВП с охлаждаемым широкополосным фильтром, ТВП с охлаждаемым узкополосным фильтром; пассивный режим (W = 0; К = 1 — ТВП с охлаждаемым широкополосным фильтром). В результате проведенных исследований показаны возможность и целесообразность построения АСВ, содержащей несканирующий тепловизор, импульсный СО₂-квантовый усилитель изображения и импульсный СО₂-лазер подсветки. Показано, что АСВ имеют преимущества перед тепловидением при наблюдении объектов, температуры и коэффициенты отражения которых мало отличаются от аналогичных параметров сцены. АСВ в зависимости от произведения WЧК могут обнаруживать на расстояниях до 3000—…5000 м практически любые, представляющие интерес локальные изменения коэффициента отражения. АСВ, не заменяя тепловидение, позволяют получать дополнительную информацию об ОН. Изображения, полученные с помощью АСВ, более естественны и легче распознаются, чем тепловые изображения, получаемые за счет собственного излучения ОН. Для количественного определения предельных значений чувствительности АСВ предлагается ввести новый параметр NERD — эквивалентную радиационному шуму разность коэффициентов отражения.

Содержание