可见光/红外成像传感器建模仿真

发布时间：2024-06-11 22:18

　　可见光、红外传感器建模仿真是光电成像技术领域重要的研究内容之一。通过理论建模仿真可以为成像系统的设计、优化提供参考,同时也可避免不必要的军事实验,提高工作效率。本文通过光谱场景建立,大气辐射传输,光学系统分析,探测器转换,信号处理电路等几个模块,结合具体的机载场景,对可见光与近、中、远红外场景进行系统建模仿真。其中针对可见与红外波段各自的光谱特性,对系统中所涉及的各个效应分别进行了讨论。对可见光、近红外、中波,远红外结合各自不同的辐射来源,利用射线追踪法,考虑二次散射,建立场景的散射模型;分析在大气辐射传输中探测天顶角,天空背景辐射,气溶胶分子的影响作用,利用Modtran4.0模拟大气的辐射传输特性;在光学系统的处理中,分别分析了线性效应:衍射、像差、光学能量,非线性效应:畸变、渐晕等。根据不同效应的特点,分别利用传递函数法,射线追踪法和基于图像像素处理方法对系统中的各个物理效应进行了分析、矫正,对于成像系统大视场与高探测精度的要求,利用了光学系统前加减望远系统实现大小双视场的转换;在探测器转换模块中,利用MTF计算系统的空间、时间滤波效应,考虑了凝视型焦平面成像器件的欠采样效应,非...

【文章页数】：97 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
符号对照表
缩略语对照表
第一章 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 研究意义
    1.3 国内外研究现状
        1.3.1 国外研究现状
        1.3.2 国内研究现状
    1.4 论文结构图及主要技术路线
第二章 场景建立及大气辐射传输
    2.1 可见光与红外辐射亮度的计算
        2.1.1 辐射计算基本物理量
        2.1.2 可见光与红外场景辐射量的计算
    2.2 利用射线追踪法计算场景的散射模型
    2.3 可见与红外波段在大气中的辐射传输特性
    2.4 本章小结
第三章 成像系统建模
    3.1 前置光学系统
        3.1.1 光学系统中的信号传递特性
        3.1.2 光学系统中的空间响应特性
    3.2 探测器
        3.2.1 探测器的空间滤波效应
        3.2.2 探测器的时间滤波效应
        3.2.3 探测器的采样效应
        3.2.4 不同探测器件的光谱响应特性
        3.2.5 凝视型探测器的非均匀性
    3.3 探测器的信号处理电路
    3.4 成像探测系统的噪声效应
    3.5 本章小结
第四章 成像仿真分析
    4.1 成像探测系统的构建
    4.2 成像探测系统仿真
        4.2.1 系统仿真
        4.2.2 不同影响因素的性性能分析
    4.3 实测数据与仿真结果分析评价
        4.3.1 海面中波红外波段实测验证
        4.3.2 地表植被场景分析
    4.4 本章小结
第五章 成像仿真系统在机载成像中的应用
    5.1 系统性能分析
        5.1.1 机载成像系统的分辨率
        5.1.2 机载成像系统的对比度
        5.1.3 机载成像系统的大小视场
    5.2 小目标机载成像系统仿真
        5.2.1 10km探测高度下模拟分析
        5.2.2 1km探测高度下模拟分析
        5.2.3 不同高度下的成像特性分析
    5.3 本章小结
第六章 总结与展望
    6.1 研究的主要内容
    6.2 论文创新点
    6.3 研究展望
参考文献
致谢
作者简介



本文编号：3992798