红外热辐射成像系统性能测试技术的研究
发布时间：2021-07-27 03:55
红外热像仪已在民用和军用领域有很广泛且重要的应用,性能更灵敏、更精密的红外热像仪对相应的测试技术提出了更高的要求,红外测试技术必须适应红外热像仪的发展,由此对红外热像仪的性能参数的测试就尤为重要,本文主要针对红外热像仪在作为热成像瞄准装置的测试需求,分析主要的性能参数,包括:安装基准偏轴度、光轴一致性、零位走动量,通过研究,建立测试精度更高和效率更快的双视场红外热像仪性能参数测试系统。本文首先研究并讨论了这些性能参数存在的几种常规的测试方法以及不足之处,并结合亚像素质心识别定位算法,对这三个性能参数的测试技术进行改进。对于传统的求质心的重心法及其指数变形,在面对复杂的视频背景噪声和热像仪差异性的图像增益和非均匀性情况,其抗干扰能力较弱的问题,以及精度较高的高斯曲面拟合法涉及庞大的计算量将影响对目标像点的实时定位的问题,本文对亚像素质心定位算法进行不断的试验,结合处理圆孔靶标像点光斑的特殊情况和图像自适应阈值分割算法以及图像轮廓跟踪技术,提出了一种重复精度高可以稳定精确定位光斑质心的算法。本文对硬件平台的研究是将硬件平台的组件主要归纳为三个模块:光学准直模块、红外温差目标模块、方位标定模...
【文章来源】：电子科技大学四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：89 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
SBIRSTC系列准直仪
第一章绪论3美国光电工业公司（EOI公司）是生产出售红外热像仪性能测试系统设备的老牌专业公司，拥有雄厚的资金和技术做支撑，其客户大都是全球前500强的企业[11]。美国光电工业公司（EOI公司）的产品主要黑体源（腔式黑体、面源黑体和温差源黑体）、准直仪、紫外可见光近红外积分球、红外焦平面测试系统、多光谱系统性能评估通用测试系统（如图1-3所示）等。图1-3EOI公司红外与可见、紫外系统性能评估通用测试系统波兰INFRAMET公司是提供光电成像产品的测试系统和模拟器的国际化企业，其客户遍布全球30多个国家和地区。目前为止，INFRAMET公司的主要产品有多系列的红外热像仪测试系统（DT、TAIM、SIM、DTR、TCLIP、LAFT、WAP和SAFT）、以及通用拥有多个系列的激光测距机测试系统、紫外成像仪测试系统、二代像管像增强器测试系统以及红外热像仪计算机模拟器等。如图1-4，INFRAMET提供一系列不同版本的DT系统是最受欢迎的红外热像仪测试系统，其非常适用于实验室条件下的测试且可以测量所有重要参数，DT系统采用垂直配置布局即黑体和靶轮位于准直仪的垂直方向的正上方，垂直化的布局形成了高均匀性的热辐射投影系统并使整套系统变得更加紧凑。图1-4INFRAMET公司一系列不同版本的DT系统成立于1982年的法国HGH红外系统公司，凭借其独特、先进且多样化的光电系统产品被国际红外技术领域所借鉴。HGH公司研制出两大类产品体系，其中之一为范围广泛的红外测试设备，包括黑体、如图1-5所示的红外和近红外准直仪、
电子科技大学硕士学位论文4光学探测器的光电测试平台、光学系统维护通用测试平台。图1-5CI-SYSTEMS公司带有黑体和靶轮的IRCOL准直仪1.2.2国内研究现状国内一些红外热像仪测试设备的生产研发单位主要是科研院所和院校，有昆明物理研究所、西安205所、上海技术物理研究所等。由于国内科研单位以及厂商研发的黑体的控温精度很多都在10mK以上，这满足不了红外热像仪MRTD测试对10mK精度的要求，而国外的黑体的控温精度能达到1mK，由此，国内的红外热像仪测试技术受到黑体等关键技术的限制[6]。但是，国内的很多学者在红外热像仪测试领域也做了很多开创性的研究。2008年，哈工大的李云红等人对热像仪的MRTD、SITF、NETD等参数的测试方法进行调研，并给出具体的测试方法[11]。2010年，中国测试技术研究院的苏红雨等人对红外热像仪SITF、NETD、畸变、MTF等参数的测试方法进行进一步总结，并借助所建的全辐照国家基准黑体辐射源实现对以上性能参数客观评估的准确性；西安电子科大以及中船重工705所的寇小明、刘上乾等人对热像仪的TOD测试方法进行研究，并结合机器视觉技术实现了TOD参数测试的客观化；长春理工大学的王劲松、安志勇等人采用基于反射式准直仪的直接测量系统，该系统可同时用于测量热像仪的零位走动量和装表精度，借助二维转台的读数实现0.05mil的测量精度。2012年，华中光电技术研究所的李颍文、杨长城等人采用T型的离轴折返式准直仪自主研发了红外热像仪测试系统，该系统与引进自美国的测试系统作对比，NETD的测试偏差小于20%。2013年，昆明北方红外技术股份有限公司研发了一套可以多方面测试多项技术指标包括噪声、MRTD、视场角FOV、畸变等参数的综合性热像仪性能测试系统。2015年，西安光机所的田留德、刘朝晖等人给出了测试MRTD?
本文编号：3305025
【文章来源】：电子科技大学四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：89 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
SBIRSTC系列准直仪
第一章绪论3美国光电工业公司（EOI公司）是生产出售红外热像仪性能测试系统设备的老牌专业公司，拥有雄厚的资金和技术做支撑，其客户大都是全球前500强的企业[11]。美国光电工业公司（EOI公司）的产品主要黑体源（腔式黑体、面源黑体和温差源黑体）、准直仪、紫外可见光近红外积分球、红外焦平面测试系统、多光谱系统性能评估通用测试系统（如图1-3所示）等。图1-3EOI公司红外与可见、紫外系统性能评估通用测试系统波兰INFRAMET公司是提供光电成像产品的测试系统和模拟器的国际化企业，其客户遍布全球30多个国家和地区。目前为止，INFRAMET公司的主要产品有多系列的红外热像仪测试系统（DT、TAIM、SIM、DTR、TCLIP、LAFT、WAP和SAFT）、以及通用拥有多个系列的激光测距机测试系统、紫外成像仪测试系统、二代像管像增强器测试系统以及红外热像仪计算机模拟器等。如图1-4，INFRAMET提供一系列不同版本的DT系统是最受欢迎的红外热像仪测试系统，其非常适用于实验室条件下的测试且可以测量所有重要参数，DT系统采用垂直配置布局即黑体和靶轮位于准直仪的垂直方向的正上方，垂直化的布局形成了高均匀性的热辐射投影系统并使整套系统变得更加紧凑。图1-4INFRAMET公司一系列不同版本的DT系统成立于1982年的法国HGH红外系统公司，凭借其独特、先进且多样化的光电系统产品被国际红外技术领域所借鉴。HGH公司研制出两大类产品体系，其中之一为范围广泛的红外测试设备，包括黑体、如图1-5所示的红外和近红外准直仪、
电子科技大学硕士学位论文4光学探测器的光电测试平台、光学系统维护通用测试平台。图1-5CI-SYSTEMS公司带有黑体和靶轮的IRCOL准直仪1.2.2国内研究现状国内一些红外热像仪测试设备的生产研发单位主要是科研院所和院校，有昆明物理研究所、西安205所、上海技术物理研究所等。由于国内科研单位以及厂商研发的黑体的控温精度很多都在10mK以上，这满足不了红外热像仪MRTD测试对10mK精度的要求，而国外的黑体的控温精度能达到1mK，由此，国内的红外热像仪测试技术受到黑体等关键技术的限制[6]。但是，国内的很多学者在红外热像仪测试领域也做了很多开创性的研究。2008年，哈工大的李云红等人对热像仪的MRTD、SITF、NETD等参数的测试方法进行调研，并给出具体的测试方法[11]。2010年，中国测试技术研究院的苏红雨等人对红外热像仪SITF、NETD、畸变、MTF等参数的测试方法进行进一步总结，并借助所建的全辐照国家基准黑体辐射源实现对以上性能参数客观评估的准确性；西安电子科大以及中船重工705所的寇小明、刘上乾等人对热像仪的TOD测试方法进行研究，并结合机器视觉技术实现了TOD参数测试的客观化；长春理工大学的王劲松、安志勇等人采用基于反射式准直仪的直接测量系统，该系统可同时用于测量热像仪的零位走动量和装表精度，借助二维转台的读数实现0.05mil的测量精度。2012年，华中光电技术研究所的李颍文、杨长城等人采用T型的离轴折返式准直仪自主研发了红外热像仪测试系统，该系统与引进自美国的测试系统作对比，NETD的测试偏差小于20%。2013年，昆明北方红外技术股份有限公司研发了一套可以多方面测试多项技术指标包括噪声、MRTD、视场角FOV、畸变等参数的综合性热像仪性能测试系统。2015年，西安光机所的田留德、刘朝晖等人给出了测试MRTD?
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