英国QinetiQ公司的高性能热成像技术

英国的QinetiQ公司在发展热成像探测器和摄像机方面已经有很长的历史了。英国的通用组件SPRITE探测器(一种8元光导器件)、低成本热释电光导摄像管以及高性能STAIRS C摄像机(一种扫描型一维光伏元件列阵),都是以QinetiQ公司的技术为基础的。其中。

高性能线列阵探测器组件

为了满足人们对高性能红外成像系统的需求,德国AIM公司研制了一系列带有焦平面线列阵、集成探测器制冷器组件(IDCE)以及指令与控制电子部件(CCE)的碲镉汞探测器组件。这些组件的共同特点是,采用具有时间延迟和积分(TDI)功能的焦平面多路传输器,可中途淘汰像元,可通过程序控制每行的增益,具有双向扫描能力,能进行分段以及选择总的增益。集成探测器制冷器组件系列由以下部分组成:用焊丘技术直接焊接在读出集成多路传输器(ROIC)上的单片焦平面列阵或者用多片组合(MCM)技术连接一个或多个读出集成多路传输器的单片红外探测器、热负载达到最佳化的杜瓦、带集成控制电子部件的制冷器以及指令与控制电子部件。 本文概述了这些组件的一般设计并示出了它们的测试结果。

线阵扫描式激光成像探测系统建模与仿真

以激光成像引信为应用背景,在分析线阵扫描成像探测机理的基础上,建立了激光分束发射脉冲、线阵探测元接收回波信号及其检测算法、目标反射特性和大气传输效应模型,给出了固定成像视窗线阵扫描成像仿真方法.通过设置弹目交会以及各模型参数,以坦克目标为例进行了系统成像仿真.结果表明,仿真系统能够对线阵扫描成像方式进行有效模拟,生成目标的距离和强度激光仿真图像,并对影响成像效果的因素进行分析.

脉冲激光成像探测系统回波信号仿真

研究激光脉冲回波信号特性并建立其数学模型,是应用回波信号处理技术处理回波,生成目标三维激光仿真图像的基础。首先建立了激光器发射脉冲信号能量在时间和空间上的分布模型,然后依据成像目标的激光图像仿真模板,采用累加激光脚印各采样区发射脉冲信号与对应目标散射面单位冲激响应卷积值的方法,生成了探测器接收回波仿真信号,最后分析了影响回波信号仿真精度的因素。通过对激光脚印采样区个数的合理设置实现了激光脉冲回波波形的精确仿真。

激光主动探测空间目标的成像仿真

成像仿真可为地基激光主动成像探测系统的优化设计提供参考,为图像处理和空间目标识别算法开发奠定数据基础。介绍了国外成像仿真系统的功能和应用情况,在具体分析激光主动探测空间目标成像仿真原理的基础上,按照目标三维建模、目标散射特性分析、成像仿真及场景可视化四个方面,提出了自己的激光主动探测空间目标的成像仿真思路和方法。

深空探测转移段光学成像测量自主导航及仿真验证技术

本文研究了深空探测转移段光学成像测量自主导航涉及的导航天体的选取与规划、导航天体图像的处理、观测方程与状态方程的建立、导航滤波算法的选取以及数学与半物理仿真验证等技术,提出了导航目标最优选取与成像序列规划、复杂导航星图提取与识别、无迹变换导航滤波以及光学成像测量自主导航仿真验证等方法.数学和半物理仿真试验验证结果表明,提出的方法有效提高了自主导航精度.

红外成像导引头探测器噪声图像仿真

红外成像型导引头上的成像面是由多元红外探测器构成的,探测器噪声影响着红外成像的清晰程度。红外探测器的噪声可以用一个电阻热噪声来等效,并可简单地由一个数学式来表示出噪声幅度的概率分布。噪声图像仿真的方法是,将红外图像划分为与探测器元相同数目的区域,对每个区域以随机灰度等级进行显示。这种仿真与红外成像仿真相结合,具有很大的实用价值。

水下成像声呐探测系统建模与仿真

水下探测技术已成为几年来各国普遍重视发展的技术之一。为解决通过试验进行水下声呐成像探测研究的方法中存在的经济成本高、技术方法准确性不好把握等问题,该文采用数学建模和计算机软件仿真的方法,在进行水下成像声呐探测仿真系统的总体软件设计的基础上,对各子模块的算法的研究现状进行分析,重点分析了声呐图像生成、图像滤波、目标识别以及控制系统等单元,并给出了部分算法的数学模型和仿真结果。从而实现了水下成像声呐探测系统的模拟,为水下声呐成像探测技术的研究提供了一个经济实用、高准确度的研究平台。

考虑太阳辐射影响的飞机实时红外探测成像仿真

针对飞行器红外探测过程的成像仿真,有助于红外隐身效能的评估,进而提高应对红外探测的反侦察能力。建立了飞机红外成像仿真模型,并针对不同的飞行姿态、速度以及不同的探测时间,求解其蒙皮温度与红外辐射亮度,结果表明当飞机从低速到高速运行时,太阳辐射条件与气动加热层温度分布分别成为影响其成像结果的主要因素。建模方法及仿真结果对飞行器的隐身设计具有指导意义,为飞机实时红外成像场景的生成提供理论基础。

强光干扰红外成像系统性能计算与仿真研究

针对现代战场诸如探照灯、照明弹、战场火光(多种面光源和点光源等)等强光光源对红外成像系统探测性能的影响,建立红外成像系统对面目标的识别性能和对点目标的探测性能估算的数学模型,并在VC6.0下实现对目标与背景温差、目标的识别距离等参数的计算,建立红外成像系统作用距离模型。最后,对红外成像系统分别受杂散光、强激光干扰以及硬损伤情况下的效果进行仿真,仿真结果可对实际红外成像系统受强光干扰效果做一借鉴,最后对干扰效果的提出了主观评价方法。

成像仿真在地基激光主动探测系统中的应用

成像仿真技术能够解决地基激光主动成像探测系统研发部署过程复杂的问题,有效指导工程实践。本文介绍了国内外成像仿真在地基激光主动探测系统中的应用情况,在此基础上分析了成像仿真技术的重要作用和现实价值,并结合目前的仿真研究现状提出了开展激光主动探测系统成像仿真研究的可行的思路和方法。

基于Vega的红外探测器成像效果数字仿真

根据红外成像仿真原理,构建了红外探测器成像数字仿真系统。基于Vega红外传感器模块,研究了物体的红外辐射特性和探测器成像模型,利用SensorVision和SensorWorks模块提供的相关接口,实现了物体的红外成像仿真。仿真生成的红外目标图像逼真,对相关领域的红外图像的成像仿真和应用有一定的参考价值。

仿视网膜探测器在相向运动中的仿真成像研究

成像过程中,被摄像目标与摄像机之间的相向运动会造成图像的辐射状模糊。根据相向运动成像特点给出了仿视网膜探测器像元布局的初始结构,建立了其在相向运动成像过程中的成像仿真模型。由仿真实验结果建立了探测器结构参数、模糊度及成像质量三者的关系,验证了仿视网膜探测器在高速相向运动成像中的优势,为仿视网膜探测器的设计奠定了基础。

天基红外探测系统成像仿真方法

天基红外探测系统成像仿真方法主要有两类:一类是基于实测图像反演,另一类基于物理模型。建立目标与环境元素的辐射耦合关系,对场景、光照条件、观测条件等进行建模;目标与背景的信息经过反射或辐射,在大气中传输,到达卫星平台上的成像相机入瞳,经由光学系统汇聚到相机的焦面,经过采样、积分、光电转换后传递回地面上的电子学系统,电信号受到电子学系统的放大、偏置、量化后形成数字信号。建立各个环节模型,结合目标与背景的辐射场景模型及经过成像链路主要环节的传递函数退化模型,实现对天基红外系统目标的仿真。

空间锥形目标的红外成像仿真

由于应用需求的驱使,红外成像仿真技术越来越受到国际社会的关注,并已成为现代国防科技的关键技术之一。针对深空背景条件下的锥形目标,可利用结点热网络法求解其表面温度分布,然后计算目标与背景的红外辐射,再将探测器接收的辐射照度转化为灰度,并加入探测器自身效应的影响,就可仿真得到锥形目标不同成像状态的图像。此方法完整地实现了空间锥形目标在红外探测器上的成像过程,同时考虑了多种因素的影响,具有很高的真实性与逼真度,可为红外成像系统的研制及目标检测识别算法提供测试场景与依据。

激光成像雷达前视成像仿真及障碍物识别方法研究

飞行器前视激光雷达通过测距得到前方三维距离像 ,由三维距离像可以获得飞行器前面障碍物的形状、高度、宽度等信息 ,从而为飞行器进行地形跟踪和障碍物回避提供依据。文中根据激光成像雷达原理 ,推导了激光雷达前视成像方程。在三维地形图上 ,由前视成像方程仿真得到激光雷达前视三维距离像。在三维距离像上提出了障碍物信息提取方法 ,并在三维地形图上进行了前视成像仿真实验和障碍物信息提取实验。

几种工作模式的微扫描成像系统的理论建模和仿真

在分析微扫描技术成像过程的基础上 ,利用象素传递函数 (PTF)对 1× 1、2× 2、3× 3和 4× 4这几种工作模式的微扫描系统进行了成像理论建模和计算机仿真 .

红外探测器脉冲激光干扰仿真

红外探测器在军事或民用上都有着广泛的应用,它主要是通过探测目标的红外辐射来实现对目标的探测。目前应用最多、最广泛的是非成像的红外探测器,即将目标看作一个点源。成像式的红外探测器正得到迅速的推广。成像式红外探测器通过探测目标的不同部分的红外辐射来实现对目标的红外成像,非成像式红外探测器对目标方位和失调角的判断是通过目标红外辐射的调制信息来实现的。本文对红外探测器干扰信号的功率和频率影响进行了数值模拟,取得了一定的结果,理论上初步清楚了脉冲激光干扰红外探测器的作用机理。

热成像系统点目标探测距离分析

推导和修正了热成像系统点目标客观探测距离方程,在此基础上,进一步推导出实验室仿真系统的测试原理,并给出了一个利用C#与Matlab进行探测距离计算的实例。所述方法可用于热成像系统点目标性能预测与评估。

高压充气电离室高速成像的图像仿真

货运列车检测系统图像采集时间短,小于探测器离子漂移时间,相邻像素之间存在一定的累积,对这种累积效应进行了分析,并通过图像仿真方法仿真了部分图像并研究了在此状况下指标估算的影响因子,仿真结果和实验结果基本一致。