576×6热像仪帧频提高方法

为了提高576×6红外热像仪的帧频,分析了扫描型焦平面探测器的扫描原理,提出了3种帧频提高方法:双向扫描成像;减少帧内无效扫描像元;缩短列周期时间.其中,双向扫描成像突破了当前通常只采用正程扫描时间成像的限制,扫描摆镜正程扫描时间和回扫时间均用来成像,提高了热像仪的成像效率;减少帧内无效扫描像元则推导出了标准输出格式下的探测器最小输出列数,减少甚至消除无效列数成像;缩短列周期则阐述了降低列周期方法以直接降低帧周期成像.分析表明,3种方法可以大幅度提高576×6热像仪帧频.     

基于288×4探测器的扫描型热像仪外同步实现方法的研究

讨论了基于288×4探测器热像仪外同步功能的局限,提出了一种将热像仪扫描采样流程与视频输出流程在时序上"脱钩"的办法,使热像仪能够与存在误差的外同步信号同步,该方法已在某扫描型热像仪上得到了实现。     

用三维噪声模型对扫描型热像仪测试与分析

热像仪图像质量的好坏很大程度上取决于噪声的控制,所以热像仪噪声的评价与测试显得非常重要.对一代32元线列探测器与二代288×4焦平面探测器的扫描型热像仪进行了三维噪声对比测试.结合热像仪整机系统的原理和结构,详细对比分析了各个噪声分量产生的原因.分别计算一代与二代扫描型热像仪的空间噪声等效温差(S-NETD)与时间噪声等效温差(T-NETD).研究表明,一代热像仪空间噪声占主导地位,空间相关的噪声和时间相关的噪声相差较大,而二代热像仪的时间与空间噪声相对比较平均,从噪声分析角度来说,一代与二代扫描型热像仪的主要区别在于空间相关的噪声而不是时间相关的噪声.为三维噪声分析的必要性提供实践依据,为热像仪系统的设计和评价提供参考.     

288×4热像仪扫描速度与系统积分时间的匹配研究

通过对特定视场条件下扫描型288 × 4红外热成像系统的扫描成像过程的分析,提出了以水平方向图像分辨率为基础的动态瞬时视场概念,并以此为出发点,建立了扫描成像过程中扫描电机正程速率与探测器积分时间的数学关系式,提出了在保证电机的扫描线性度和扫描效率条件下,实现288x4热像仪行扫描速度与探测器积分时间的调整和配合的指导性意见.     

基于288×4焦平面探测器的二代热成像系统分析

扫描型焦平面探测器已成为二代热成像系统的主要探测器类型 ,是世界各国重点发展和装备的关键技术。借鉴国外的成熟 2 88× 4热像仪产品经验 ,对发展我国自己的技术和装备是非常必要的。介绍了热成像系统性能模拟软件包CFLIR ,并用其分析了Catherin FC热像仪的静态性能和作用距离 ,模拟结果与FC热像仪产品资料基本一致。CFLIR的有效使用将促进我国热成像总体技术的发展。     

光机扫描热成像系统设计

光机扫描热像仪扫描体制的选择是系统设计的重要环节。它与很多因素有关,如探测器的探测度D、响应率、响应时间常数、元数和参数一致性,光机扫描器的扫描速度,体积和重量、信号处理电路的复杂性和可能性等。国外早期的热像仪都是多元探测器并联扫描体制,七十年代初,由于时间常数很小的碲镉汞探测器的发展,串联扫描得到了很快发展,近年来发展趋势是把两种扫描体制结合起来形成串并扫描体制。折衷得好,可以克服两种体制的缺点,发挥它们各自的优点,成为一种比较完善的扫描体制。     

288×4热像仪扫描速度与系统积分时间的匹配研究

通过对特定视场条件下扫描型288×4红外热成像系统的扫描成像过程的分析,提出了以水平方向图像分辨率为基础的动态瞬时视场概念,并以此为出发点,建立了扫描成像过程中扫描电机正程速率与探测器积分时间的数学关系式,提出了在保证电机的扫描线性度和扫描效率条件下,实现288x4热像仪行扫描速度与探测器积分时间的调整和配合的指导性意见。     

基于匀速扫描黑体的热像仪非均匀性校正

热像仪非均匀性校正是热像仪应用的一个关键技术,常用的方法为基于黑体的热像仪非均匀性校正方法。多次成像法能解决基于黑体的方法受辐射源非均匀影响的问题,但该方法利用多幅热图的相对关系进行校正,在热图坐标下准确定位较为困难。本文基于多次成像法原理,提出了一种基于匀速扫描黑体的非均匀性校正方法,该方法结合了标定类和配准类基于场景的校正方法的优点,通过热像仪扫描读取黑体参考源,利用热像仪不同探测单元对黑体同一场景点响应的差异进行非均匀性评价。相比多次成像法,本文的方法更容易实现且具有更好的抗噪声能力。利用本文的方法对两个热像仪进行非均匀性校正,结果表明确实可以分离黑体非均匀性,但提高了对黑体辐射源和热像仪时间稳定性的要求。     

热象仪图象的数字处理简介

光机扫描的红外成象系统的发展,主要是受制于探测器的水平。使用单元探测器的成象系统的帧速,一般说来是难做到与电视兼容的。随着探测器列阵的发展,各种串扫、并扫或串、并复合扫描的成象系统相继出现,其信息速率可以与电视相比拟,例如联邦德国西门子公司的SIFLIR系统,使用的是光导型55元碲镉汞探测器列阵,5个串扫,11行并扫。通过串扫,信噪比提高5~(1/2)倍,通过并扫,象素在探测器上的驻留时间延长,使带宽压缩     

烟幕透过率分布的测量方法研究

烟幕状态在空间具有渐变性,不会有突变,因此假设热像仪探测器平面的小区域内各探测器单元所接收到的辐射中由各自对应的烟幕单元所做的贡献相等,称之为"烟幕均匀性假设".同理可以做出"大气均匀性假设"、"环境均匀性假设"以及"热像仪自身辐射干扰均匀性假设".分析了热像仪在烟幕遮蔽前后所接收到的红外辐射的特点、并根据这些"均匀性假设",推导出烟幕透过率的计算公式.就影响烟幕透过率测量的因素进行了分析,并介绍了一种用来测量烟幕透过率分布的实验方案.     

基于长波576×6扫描型热像仪的改进设计

通过对长波576×6扫描型热像仪的扫描器组件摆扫频率、探测器配置、AD采样速率、信号处理速度以及图像数据的隔行和插值处理等的改进,提高热像仪的帧频至25 Hz,使之转为标准热像仪,以满足一般红外跟踪观察系统的要求。     

非制冷红外热像仪稳定性验证方法研究

非制冷红外热像仪随着环境温度、电源波动以及吸收红外辐射的增加,将会产生严重的温度漂移现象,这将影响到红外探测器的响应特性,从而导致输出信号受一定的影响。本文针对应用在测温检测方面的非制冷红外热像仪开展研究,提出了一种红外热像仪稳定性验证试验方法,并通过此方法对国内外多款非制冷红外热像仪进行了稳定性测试,绘制其输出信号随时间变化的曲线。根据稳定性情况确定针对热像仪温度漂移的温度补偿算法,提升应用产品的测温精度。     

热探测器温度对非制冷红外热像仪测温的影响

根据红外辐射理论和热像仪测温原理，给出了热探测器非制冷红外热像仪的温度计算公式；针对热探测器热像仪，分析了探头温度对热像仪测量结果的影响。     

基于PID算法的高精度温度控制系统

为了保证热像仪的成像精度,其温度变化有着非常严格的要求。本文阐述了系统的工作原理、硬件结构和软件设计框架。通过测试,测试系统的控制精度在0.1℃优于系统的设计要求,该测试系统具有广泛的应用价值。     

机载高分辨率连续变焦红外热像仪设计

针对中波640×512元红外焦平面探测器设计了一套1:20小型高分辨率连续变焦热像仪，对热像仪的光学系统和系统的灵敏度等进行了设计和计算。设计结果表明，连续变焦红外热像仪具有变倍比大、分辨率高、灵敏度高、体积小、像质好等特点，满足设计要求，可用于机载光电探测和跟踪系统。     

某型红外热像仪结构改进设计研究

红外热像仪机械环境可靠性是其结构设计最为重要的指标之一.为保证红外热像仪能够经受服役的振动环境,本文以某型红外热像仪故障闭环为契机开展失效机理及结构改进设计研究.基于动态试验结果对红外热像仪有限元模型进行修正.采用有限元数值方法和随机振动疲劳失效理论相结合对故障的产生机理进行了推测.根据分析结果重新对结构改进优化并通过...     

基于图像灰度的大范围辐射温度反演

为解决高温辐射源和环境温度对红外测温的影响,提高极端工况下红外热像仪的测温精度,以红外辐射理论以及红外热像仪测温原理为基础,提出了一种将红外图像灰度与目标温度、环境温度和积分时间相结合的综合辐射温度反演方法,该方法实现了环境(镜头)温度与场景温度参量解耦,可以独立预估各参量变化所产生的探测器响应变化。首先对红外热像仪进行数据标定,标定时一般采用高精度面源黑体,之后通过计算面源黑体辐射亮度,利用黑体辐亮度和黑体灰度的线性关系,对黑体温度与黑体图像灰度值两组数据之间关系进行拟合,建立全环境温度和全积分时间的大范围温度反演匹配模型。最后在实验室环境下,分别用热像仪和基于灰度的温度反演模型对探测目标进行测温。经过实验验证,该反演模型在实验室环境下取得了较为良好的效果。     

一种长焦大变倍连续变焦光机组件结构设计及装调

介绍了一种基于长焦大变倍比连续变焦红外热像仪的结构设计及装调方法。可用于各类红外热像仪的变焦结构设计中,在保证图像清晰的前提下,能够明显改善连续变焦过程中的光轴晃动,提高红外热像仪的光轴一致性和光轴稳定性,控制焦距精度,降低红外热像仪装调难度。该结构采用双导轨配合步进电机组件化设计,相对于其他变焦结构的设计,该结构变焦过程中光轴一致性好,光轴晃动量小,通用性强。     

基于线列红外探测器的图像增强算法研究

针对线列红外探测器扫描成像特点,提出了一种基于平台直方图统计的红外图像增强算法。仿真结果表明,该算法能够校正扫描型热像仪由盲、闪元引起的黑白道,提高图像的对比度,修正全局灰度等级,锐化图像中的边缘细节,对扫描成像系统的红外图像具有较好的增强效果。     

星用短波红外成像仪的设计与实现

针对低轨卫星激光通信和大气层短波红外光谱分析的应用需求,设计并研制了一种星用短波红外成像仪。由于低轨卫星系统的抗总剂量辐射能力要求为20kRad(Si)以上,因此,该成像仪选用抗总剂量辐射能力达到20kRad(Si)的InGaAs焦平面探测器;采用宇航级元器件设计相应的时序驱动、温度控制、模数转换、图像传输、遥控遥测等硬件电路模块,组成成像仪硬件部分;应用PID温控算法实现成像仪精准控温,采用非均匀性校正算法和图像增强算法提升成像仪图像质量。经试验验证,研制的短波红外成像仪抗总剂量辐射能力达到25kRad(Si),动态范围大于等于61dB,非均匀性小于等于1.9%,满足低轨卫星短波红外光谱探测的要求。