Теория и расчет оптико-электронных приборов - Якушенков Ю.Г.
ISBN 5-88439-035-1
Скачать (прямая ссылка):
392 Глава 13. Адаптация в оптико-электронных приборах
временной промежуток, в течение которого работает затвор, т.е. на приёмник не поступает излучение.
В некоторых ОЭП с электронно-оптическими преобразователями и телевизионными передающими трубками для снижения плотности потока используется автоматическая расфокусировка изображения, осуществляемая системой автоматической регулировки чувствительности (АРЧ) или усиления (см. § 11.9).
Еще одним средством борьбы с мощными засветками являются оптические фильтры из ЦТС (цирконат-титанат свинца), которые будучи помещёнными между двумя поперечно ориентированными поляризаторами при приложении к ним напряжения меняют свой коэффициент пропускания. За время в 0,05 мс удается уменьшить пропускание таких фильтров от 20% до 0,005 ... 0,01% .
В ОЭП, где используются приемники излучения с накоплением заряда, например ПЗС или передающие телевизионные трубки с накоплением, изменение чувствительности возможно осуществлять путём изменения экспозиции — времени накопления. Так, в ПЗС с покадровым переносом заряда (см. рис. 7.16) периодичность считывания сигнала с секции накопления может меняться в зависимости от уровня освещённости приёмника. Управление временем накопления может осуществляться путем изменения рабочей частоты сдвигающего регистра.
13.3. Адаптация углового поля
В ряде случаев ОЭП должен последовательно решать две задачи: сначала обнаружить исследуемый или контролируемый объект, а затем измерить какие-либо его параметры, например, координаты, или следить за ним. Угловое поле прибора при обнаружении, как правило, гораздо больше углового поля, требуемого для измерения или слежения. При уменьшении углового поля можно заметно повысить помехозащищённость ОЭП, как за счет уменьшения влияния внешних фонов и помех, так и за счёт снижения уровня внутренних шумов приёмника, если уменьшение поля ведёт к уменьшению площади чувствительного слоя приёмника.
По указанным причинам адаптация углового поля путём его увеличения при обзоре контролируемого пространства и уменьшения при переходе в режим измерения или слежения, а также при увеличении уровня помех часто используется в ОЭП.
Наиболее просто уменьшение углового поля осуществляется при параллельном способе сканирования поля обзора (см. § 8.1). При на-
393 Ю.Г. Якушенков. Теория и расчет оптико-электронных приборов
личии сигнала от объекта в одном из элементарных полей все остальные элементарные поля, например, приемники излучения, образующие сканирующую линейку или матрицу, отключаются.
В системах с последовательным просмотром поля обзора адаптация иногда осуществляется простым прекращением сканирования после надёжного «захвата» объекта мгновенным полем зрения прибора и обеспечения возможности слежения за ним при измерении его параметров.
При наличии априорных данных о возможных параметрах и характеристиках объекта (например, его координатах), помех и фонов можно изменять порядок (частоту, длительность и др.) просмотра отдельных участков поля обзора в соответствии с вероятностью нахождения объекта на каждом из этих участков. Иногда используется многостадийный поиск объекта, основанный на последовательном анализе текущей информации, получаемой с просматриваемого поля, и последовательном изменении углового поля прибора вплоть по надёжного «захвата» (обнаружения) объекта. Например, на первой стадии получают информацию об уровне контролируемого параметра на всех участках поля обзора, а на втором просматриваются только те участки, на которых этот уровень превысил некоторый порог.
Примером структурно-параметрической адаптации является изменение мгновенного углового поля путём изменения числа элементов анализатора или приёмника, образующих «окно», которым просматривается анализируемое поле обзора (см. § 11.6). Для сокращения времени просмотра на первом этапе оно может просматриваться «окном» достаточно большого размера, состоящим из небольшого числа элементов, т.е. без обеспечения хорошего пространственного разрешения. После обнаружения объекта можно уменьшить диапазон сканирования (размер анализируемого поля), но увеличить разрешающую способность анализатора с целью повышения точности измерения положения и размеров объекта, определения его структуры и т.д. Такой алгоритм адаптации успешно реализуется в ОЭП с телевизионными анализаторами (например с диссекторами) или их аналогами, в которых путем специально вводимой расфокусировки обеспечивается первый этап — поиск объекта.
Использование в составе ОЭП многоэлементных приемников излучения позволяет реализовать с их помощью третий уровень адаптации - программный. В процессе работы такого прибора со встроенной ЭВМ или микропроцессором сравнительно несложно изменять алгоритм выделения полезного сигнала, последовательно используя, например, алгоритмы, рассмотренные в § 11.6.
394 Глава 13. Адаптация в оптико-электронных приборах
13.4. Адаптация параметров оптического и пространственного фильтров
Параметры фильтров, используемых в ОЭП, выбирают обычно на основе априорных знаний спектральных и пространственно-частотных характеристик наблюдаемых объектов, фонов и помех. Однако в процессе работы прибора эти характеристики могут меняться. Например, могут меняться температуры объекта и помех, что приводит к изменению их спектра излучения. При сближении прибора и объекта изменяется видимый размер объекта, а значит и размер его изображения, а кроме того, в ряде случаев меняется спектральное пропускание среды на пути между объектом и прибором. Даже из этих примеров ясно, что целесообразно в процессе работы ОЭП осуществлять корректировку параметров и характеристик спектрального оптического и пространственного фильтров.
