车载红外热成像系统的研究与设计

发布时间：2019-09-03 12:22

【摘要】：非制冷红热成像技术是当今发展迅速的、军民两用的高科技技术之一,由其发展而来的车载红外热成像系统可以大幅度改善驾驶员的环境感知能力,大幅度提高驾驶员的驾驶安全系数以及驾车体验。因此,对车载红外热成像系统开展深入的研究,可以进一步增强我国对红外热成像技术的掌握,有利于满足日益增长的应用需求。本文通过研究红外探测器的工作机理,根据车载红外热成像系统的工作原理,提出了车载红外热成像系统的方案。基于法国ULIS生产的UL03162非制冷红外探测器,设计出了一款功耗低、体积小、重量轻、可靠性高、性价比高的车载红外热成像系统。该系统硬件电路包括:电源管理电路、探测器驱动电路、模数转换电路、基于FPGA和DDR2的图像处理电路、视频编码电路、镜头除霜电路和快门电机驱动电路。车载红外热成像系统的的红外图像处理是系统的核心技术之一。本文研究了非均匀性校正算法和图像增强算法,并基于FPGA实现了红外图像的实时非均匀性校正和图像增强。本系统的行人检测算法采用Haar特征来训练Adaboost分类器得到的,并且基于FPGA实现了系统的行人检测。最后给出了本文设计的车载红外热成像系统的系统性能指标,通过测试,系统NETD达到60mK,功耗为3.0w,该系统成像稳定清晰,探测距离远,行人检测效果好,很好的实现了车载红外热成像系统的功能。
【图文】：

电磁辐射是一种物质以电磁波形式发射、传播能量的物理现象。由于电场场的变化能相互感应，，电场和磁场的能量能在介质或真空中自行传播，形成波。电磁波可根据波长（或频率）划分为无线电波、微波、红外线、可见光外线、X 射线及γ射线等谱段，电磁波的频谱由这些谱段排列组成（见图 1-1

图 1-2 是海平面以上 6000 英尺处大气透过率与波长的关系可以看出，红外辐射有三个主要“大气窗口”，为 1～3μm 波段，3～5μm 14μm 波段。常温下（300K 或 26.85 摄氏度）黑体辐射的发射功率谱峰值在 10μm 附近，因此 8～14μm 波段的红外线能够在可见光不能探测的漆恶劣天气下探测常温下的“热”物体，所以该波段的红外探测系统被广泛应及民用领域。
【学位授予单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：U463.6;TN219

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本文编号：2531350