Приборы ночного видения (ПНВ) выполняют широкий круг задач и делятся на несколько видов [1]:
— пассивные приборы ночного видения, действие которых основывается на обработке отраженного или собственного сигнала на фоне местности при низкой ночной освещенности,
— активно-непрерывные приборы ночного видения, их действие основывается на постоянной подсветке наблюдаемого объекта специальным источником излучения. Полупроводниковые элементы излучателей, которые используются в источниках подсветки приборов ночного видения сильно улучшают качество наблюдения при плохой освещенности наблюдаемого объекта,
— активно-импульсные приборы ночного видения, действие таких приборов основывается на освещении объекта короткими световыми импульсами (обычно лазерным осветителем), синхронно с которыми управляется затвор импульсного электронно-оптического преобразователя (ЭОП), который установлен в приемной части прибора.
Функциональная схема ПНВ показана на рисунке 1.
Рис. 1. Функциональная схема работы ПНВ
На приведенной схеме работы ПНВ отображены следующие важные элементы: внешние условия, входной объектив, ЭОП, ТВ-тракт (телевизионный тракт) и излучатель. Способы измерения параметров указаны в ГОСТ [2].
Все вычисления значения дальности распознавания объекта наблюдения в пассивном режиме работы прибора выполняются с помощью итеративного метода вычислений. На каждом k -м шаге используется значение дальности и значения промежуточных вычислений, рассчитанные на первом шаге.
Итерации производятся столько раз, пока не будет достигнуто значение допустимой погрешности ∆ L . Если данное условие не выполняется, необходимо пересчитывать следующие коэффициенты: прозрачность атмосферы τ a , яркости дымки k д , яркости атмосферы k a , потери контраста в системе k п . На нулевой итерации принимается, что τ a , k д , k a = 1.
В активном импульсном режиме, с заданным шагом, сперва вводятся значения необходимой дальности распознавания. Итеративные вычисления выполняются до достижения заданного значения допустимой погрешности ∆ L , которая равна относительной разности значений расчетной и требуемой дальности распознавания наблюдаемого объекта.
Метод расчета дальности распознавания наблюдаемого объекта основан на нахождении разрешающей способности исследуемого прибора ночного видения, включающий канал обработки информации по воспринимаемому уровню отношения сигнал/шум, схема алгоритма вычисления дальности распознавания ПНВ отображена на рисунке 2.
Рис. 2. Схема алгоритма вычисления дальности распознавания ПНВ
Описанный алгоритм реализован среде систем управления базами данных “ Clipper ”, а в дальнейшем развитие этой модели было осуществлено в среде MATLAB , при вычислении дальности распознавания ночного телевизионного канала из состава многоканальной системы непрерывного наблюдения за неземными объектами [3]. Схема ночного телевизионного канала изображена на рисунке 3.
Рис. 3. Функциональная схема ночного телевизионного канала
Элементы, представленные на рисунке 3:
— объектив 1 — объектив осветителя,
— объектив 2 — приемный объектив,
— привод 1 — привод диафрагмы приемного объектива,
— излучатель — излучатель осветителя,
— управление — блок управления,
— ключ — ключевой блок,
— плата — плата формирования импульсов тока накачки излучателя,
— ИВИ — измеритель временных интервалов,
— объектив 3 — проекционный объектив,
— привод 2 — привод фокусировки ночного канала,
— генератор — задающий генератор синхроимпульсов.
Литература:
- Изнар, А. Н. Электронно-оптические приборы / А. Н. Изнар. — Москва: Машиностроение, 2000. — 264 c.
- ГОСТ 21815.19–90. Преобразователи электронно-оптические. Методы измерения отношения сигнал-шум официальное издание. — М.: Издательство стандартов, 1991. — с.
- Малинин, В. В. Моделирование и оптимизация оптико-электронных приборов с фотоприемными матрицами / В. В. Малинин. — Новосибирск: Наука, 2005. — 480 c.
