1.1. Технические средства формирования тепловизионного изображения
1.1.1. Информационно-измерительная система
Объектом исследования работы является информационно-измерительная система (ИИС) регистрации и обработки тепловизионной информации. Информационно-измерительная система (ИИС) регистрации и обработки информации тепловизионного наблюдения предназначена для фиксации и анализа информа-ции, описывающей положение некоторого объекта («цели») в окружающей обстановке, характеризующейся однородным фоном.
Определение положения «цели» осложняется наличием аддитивных помех, присущих среде. Главной задачей ИИС является определение геометрических координат «цели» в про-странстве.Инфракрасное (тепловое) излучение — электромагнитное излучение, занимающее спектральную область между красным концом видимого света (с длиной волны / = 0,74 мкм) и коротковолновым радиоизлучением (/ ~ 1—2 мм).
Инфракрасное излучение также называют «тепловым» излучением, так как основная часть спектра излучения абсолютно чёрного тела при относительно невысоких температурах лежит именно в этом диапазоне.
Регистрируемое тепловое (инфракрасное) излучение является разновидностью электромагнитного излучения, которое принято [54] делить по частотным диапазонам (см. табл. 1.1). Между диапазонами нет резких переходов, границы между ними условны. Поскольку скорость распространения излучения постоянна, то частота его колебаний жёстко связана с длиной волны в вакууме.
Табл. 1.1. Основные диапазоны электромагнитного излучения Название диапазона Длины ВОЛН, ). Частоты, v Источники Радиоволны Сверхдлинные 100- 10 км 3-30 кГц Атмосферные яв-ления. Перемен-ные токи в про-водниках и электронных по-токах (колеба-тельные контуры) Длинные 10 км - 1 км 30 кГц - 300 кГц Средние 1 км - 100 м 300 кГц - 3 МГц Короткие 100м- Юм 3 МГц - 30 МГц Ультракороткие < Юм >30 МГц Оптическое излучение Инфракрасное (тепловое) 760 нм - 2 мм > 1.5x10" Гц (11 октав) Излучение моле-кул и атомов при тепловых и элек-трических воздействиях Видимое (види-мый свет) 400 - 760 нм (1 октава) Ультрафиолетовое 10-400 нм < ЗхЮ,ь Гц (5 октав) Излучение атомов под воздействием ускоренных элек-тронов Жёсткие лучи Рентгеновские Ю - 10 ' нм ЗхЮ^-бхЮ" Гц Атомные процес-сы при воздейст-вии ускоренных заряженных час-тиц Гамма 10"' - 10"° нм ЗхЮ'и- 10" Ядерные и космические процессы, радиоактивный распад Рассматриваемая ИИС входит в состав информационно-измерительного комплекса (ИИК) тепловизионного наблюдения, который также содержит систему регулирования положения блока целеуказания и систему целеуказания.
Структура ИИК и процесс взаимодействия систем, входящих в его состав с внешней средой соответствует схеме, представленной на рис.
1.1.ИИС регистрации и обработки тепловизионной информации фиксирует тепловой сигнал, в котором содержатся данные о процессах, протекающих в рамках наблюдаемой пространственой сцены S. После завершения вычислений в ИИС, выполняемых по соответствующим алгоритмам, формируются информационные сигналы, поступающие в систему регулирования положения ком-плекса целеуказания. Система регулирования положения комплекса контролирует положение в котором находится система целеуказания, отвечающая за оптический контакт с «целью». «Цель»
Тепловое излучение
п=>
Оптическим контакт
Наблюдаемая про странственная сцена
I
ИИС регистрации и обработки тепловизионной информации
Информация о положении «цели»
Система управления положением блока целеуказания
О
Сигналы коррекции положения
Система целеуказания
ИИК Рис. 1.1 Функционирование ИИК тепловизинного наблюдения
Задачи ИИС регистрации и обработки в данном случае сводятся к обнаружению «цели» в автоматическом режиме и последующему её сопровождению.