Активно-импульсный комплекс ночного видения

Активно-импульсный ПНВ содержит в качестве источника подсветки объекта импульсный излучатель, а в качестве приемника изображения ЭОП с импульсной модуляцией коэффициента усиления. При этом момент включения максимального усиления ЭОП регулируют с помощью независимого генератора импульсов, причём частота следования импульсов которого отличается от частоты следования импульсов импульсного излучателя. Технический результат состоит в отсутствии канала синхронизации между ЭОП и системой импульсной подсветки, что обеспечивает возможность одновременной работы нескольких активно-импульсных ПНВ в одном направлении.

 

Изобретение относится к средствам наблюдения в условиях пониженной прозрачности атмосферы из-за наличия аэрозольных помех: дождя, снегопада, задымления или тумана и может быть использовано в судовождении, при поисково-спасательных работах, для целей охраны и т.д.

Известен активно-импульсный ПНВ [1], выбранный в качестве прототипа, в котором для повышения контраста изображения наблюдаемого объекта и, соответственно, дальности действия ПНВ используется в качестве источника подсветки объекта импульсный излучатель, а прием изображения производится электронно-оптическим преобразователем (ЭОП) с импульсной модуляцией коэффициента усиления, причем момент включения максимального усиления ЭОП регулируется относительно момента излучения импульса, что обеспечивает отсечку приема изображения прилегающего к ПНВ участка пространства, рассеяние света в котором дает наибольший вклад в фон, и возможность просматривания участков пространства, находящихся на различных расстояниях от ПНВ. Подсветка обеспечивает высокий коэффициент изображения объектов в условиях низкой освещенности и в абсолютной темноте, управление моментом включения максимального усиления ЭОП позволяет устранить помеху обратного рассеяния излучения подсветки на прилегающем к ПНВ участке атмосферы, а импульсное включение ЭОП резко снижает чувствительность к посторонним ярким фоновым засветкам.

Недостаток этого решения - возможность «паразитной» засветки при одновременной работе нескольких ПНВ в одном направлении. Например, при частоте следования импульсов импульсного излучателя 5.2 кГц и дальности распознавания 2000 м [2], каждый импульс подсветки будет давать отражённый от аэрозольной помехи сигнал в течение ≈13 мкс, при общем интервале между импульсами 185 мкс. То есть для работы других активно-импульсных ПНВ остаётся 172 мкс. При отсутствии синхронизации между ПНВ вероятность засветки одного ПНВ импульсным излучателем другого ПНВ составляет: при одновременной работе 2-х ПНВ - 14.0 %, при одновременной работе 2-х ПНВ - 37.6 %, при одновременной работе 4-х ПНВ - 62.6 %. Данный недостаток может проявить себя при работе группы поисково-спасательных средств.

Таким образом, из анализа уровня существующих активно-импульсных ПНВ понятно, что в известных устройствах не решена задача использования данных приборов в группе.

Эти недостатки устраняются предлагаемым решением.

Решается задача совместного использования нескольких активно-импульсных ПНВ, с возможностью одновременной работы нескольких активно-импульсных ПНВ в одном направлении.

Технический результат - отсутствие канала синхронизации между ЭОП и системой импульсной подсветки.

Этот технический результат достигается тем, что в известном активно-импульсном ПНВ, содержащем в качестве источника подсветки объекта импульсный излучатель, а в качестве приемника изображения ЭОП с импульсной модуляцией коэффициента усиления момент включения максимального усиления ЭОП регулируется с помощью независимого генератора импульсов, частота следования импульсов которого отличается от частоты следования импульсов импульсного излучателя.

Данный комплекс работает следующим образом. Зона наблюдения освещается короткими световыми импульсами, длительностью tимпульса, с интервалом между импульсами Tпрожектора. Длительность tимпульса должна быть значительно меньше времени распространения света до объекта и обратно. Интервал между импульсами Tпрожектора должен превышать время прихода самого дальнего отражения, для того, чтобы гарантированно обеспечить временной интервал с полным отсутствием подсветки и наложение отражений друг на друга. При этом объект наблюдается в действующей независимо от прожектора ЭОП с импульсной модуляцией коэффициента усиления, обеспечивающей время экспозиции - tэкспозиции. Изображение, полученное с ЭОП в течение времени экспозиции далее будем называть кадром. В том случае, когда временная задержка между моментом излучения импульса и началом кадра равна удвоенному времени, необходимому для прохождения светом расстояния до объекта и обратно, наблюдатель будет видеть только сам объект и участок пространства, непосредственно его окружающий. Глубина этого пространства определяется максимальной из двух длительностей tимпульса и tэкспозиции:

∆d=2C·∆t,

где ∆d - диапазон дистанций (в направлении распространения света), отражённый свет с которых фиксируется одним кадром, C - скорость света, а ∆t=max.

Расстояние от ЭОП до наблюдаемого пространства в каждом следующем кадре будет изменяться на величину:

∆D=2C·∆T,

где ∆D - шаг изменения расстояния до пространства наблюдаемого в двух соседних кадрах, C - скорость света, а ∆T - остаток от деления TЭОП на Tпрожектора.

Значение ∆D<∆d позволит получать развёртку перекрывающихся по дальности кадров. Скорость изменения расстояния от ЭОП до наблюдаемого пространства регулируется соотношением периодов TЭОП и Tпрожектора.

Если tимпульса < tэкспозиции - уменьшается энергия импульса подсветки и повышаются требования к чувствительности ЭОП.

Увеличение tимпульса относительно tэкспозиции приводит к снижению разрешающей способности.

Оптимальными является соотношение длительностей tимпульса = tэкспозиции.

В качестве ЭОП с независимой импульсной модуляцией коэффициента усиления может быть использована высокоскоростная видеокамера со временем экспозиции, сравнимым с длительностью импульса подсветки.

Использование в качестве системы импульсной подсветки не лазерного (монохроматического), а светодиодного (ахроматического) прожектора обеспечит дополнительное повышение видимости/контрастности за счёт цветоразличения.

Источники информации

1. Орлов В.А., Петров В.И. Приборы наблюдения ночью и при ограниченной видимости. М., Воениздат, 1989, с. 115-118.

2. В.М. Белоконев, В.Г. Волков, В.Л. Саликов Лазерный осветитель для приборов ночного видения. Успехи прикладной физики, 2013, том 1, № 3.

Активно-импульсый комплекс ночного видения, содержащий в качестве источника подсветки объекта импульсный излучатель, а в качестве приемника изображения ЭОП с импульсной модуляцией коэффициента усиления, отличающийся тем, что момент включения максимального усиления ЭОП регулируется с помощью независимого генератора импульсов, частота следования импульсов которого отличается от частоты следования импульсов импульсного излучателя.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к приборам ночного видения. Устройство содержит блок наблюдения, телевизионный канал, блок управления и синхронизации, импульсный инфракрасный осветитель и блок деления частоты, блок преобразования задержки, два электромеханических привода, блок регулировки амплитуды тока накачки и последовательно соединенные измеритель естественной освещенности, блок преобразования сигнала и блок управления частотой.

Твердотельное устройство формирования изображения содержит первую полупроводниковую область первого типа проводимости, обеспеченную на подложке методом эпитаксиального выращивания, вторую полупроводниковую область первого типа проводимости, обеспеченную на первой полупроводниковой области, и третью полупроводниковую область второго типа проводимости, обеспеченную во второй полупроводниковой области так, чтобы образовать p-n-переход со второй полупроводниковой областью, причем первая полупроводниковая область сформирована так, что концентрация примеси уменьшается от стороны подложки к стороне третьей полупроводниковой области, и распределение концентрации примеси во второй полупроводниковой области формируется методом ионной имплантации.

Изобретение относится к технологиям обработки изображений в инфракрасной спектральной области. Техническим результатом является упрощение выделения признаков для изображений, полученных для кадров в видимой спектральной области.

Изобретение относится к области неразрушающего контроля и может быть использовано при проведении наружной тепловизионной съемки для диагностики состояния строительных сооружений и энергетических объектов.

Изобретение относится к оптико-электронному приборостроению и может быть использовано в тепловизионных приборах с многоэлементными фотоприемниками и многоэлементными излучателями.

Изобретение относится к способу подготовки изображений в визуально неразличимых спектральных областях, а также к соответствующей тепловизионной камере (ТПВ-камере) и измерительной аппаратуре.

Изобретение относится к телевидению и может быть использовано для пространственно-временной обработки изображений. Техническим результатом изобретения является обеспечение адаптации к уровню освещенности без каких-либо ограничений на значения отсчетов импульсной характеристики при выделении неподвижных и движущихся слабоконтрастных объектов на нестационарном фоне при пространственно-временной обработке изображений.

Изобретение относится к тепловизионным приборам, которые обеспечивают наблюдение как в видимой, так и в инфракрасной области. В указанном приборе инфракрасный объектив формирует тепловое изображение в плоскости чувствительных элементов матричного фотоприемника, выходные сигналы с которого поступают в блок обработки информации, управляющий яркостью каждого элемента устройства отображения информации, расположенного в фокальной плоскости окуляра, в соответствии с формируемым тепловым изображением.

Изобретение относится к устройствам захвата изображений. Техническим результатом является предоставление элемента захвата изображения и устройства захвата изображения, которые уменьшают время переноса данных и устраняют потерю качества изображения.

Сайдоскоп // 2560247
Изобретение относится к области оптического приборостроения, а именно телескопам. Телескоп содержит корпус, входной объектив, фильтр, параболическое зеркало и приемник излучения, расположенный в стороне от оптической оси телескопа, защитный экран с приемным окном, фильтр расположен на пути излучений перед главным зеркалом, приемник излучения включает приемную резисторную матрицу, расположенную в приемном окне так, чтобы лучи, отраженные от зеркала, фокусировались бы только на приемной резисторной матрице, состоящей из N столбцов и M строк, N-канальный аналоговый ключ, M малошумящих дифференциальных усилителей, M цифроаналоговых преобразователей, источник опорного напряжения, М аналого-цифровых преобразователей, M цифровых сумматоров, M-входовый регистр сдвига, микроконтроллер, персональный компьютер, приемник спутниковой навигационной системы, устройство синхронизации, цифровой датчик температуры, конструктивно связанный с подложкой резисторной матрицы, и вентилятор воздушного охлаждения, конструктивно связанный с обратной стороной резисторной матрицы, питание на который поступает от микроконтроллера через устройство синхронизации.

Настоящее изобретение относится к устройству формирования изображений, которое выполняет множество операций съемки, чтобы получать множество фрагментов данных изображения, которые должны использоваться для составления изображений, и к способу для управления им.

Изобретение относится к фотографической технике и позволяет облегчить ввод экспозиционных параметров в фотоаппарат . .

Изобретение относится к аппаратуре для освещения обьектов съемки при фотографировании , преимущественно к конструкциям электронных малогабаритных фотовспышек с импульсными газоразрядными лампами цилиндрической формы, включая фотовспышки, встраиваемые в фотоаппарат , и повышает светотехнические характеристики фотовспышки Осветитель содержит импульсную цилиндрическую лампу 1, зеркальный цилиндрический отражатель и прозрачную светопропускающую пластину 13.

Изобретение относится к конструкциям фотовспышек с импульсными газоразрядными лампами цилиндрической формы, преимущественно к конструкциям малогабаритных фотовспышек, включая фотовспышки, встраиваемые в фотоаппарат.

Изобретение относится к фототехнике и позволяет повысить коэффициент полезного действия. .

Изобретение относится к микроскопии и позволяет повысить качество микрофотографий путем снижения времени экспонирования и повышения точности экспозиции. .
Наверх