红外成像系统

摘要： 红外成像技术是利用红外探测器捕获和跟踪目标自身所辐射的红外能量来实现精确成像的一种技术手段,在漆黑的夜晚也能够清晰成像。在红外成像系统中,探测器和光学元件是核心部件,其中光学元件主要包括红外窗口和内部透镜组。对于飞行器、地面车辆等装备,红外窗口的功能是保护热成像元件不受航空动力学负载干扰,不受在高速飞行中所遇到的恶劣气候干扰,使其能够在全天候下正常工作。因此,红外窗口材料必须同时满足以下条件:(1)高的光学透过率,且透过率随温度升高没有大的变化,较宽的透过波段(可见光、3~5μm和8~12μm),低的光学散射;(2)足够高的强度、硬度、韧性,以及抗热冲击性能;(3)足够大的尺寸及相对较低的制造成本。

摘要： 障碍物检测是确保地铁车辆运行安全的一个重要措施,但是目前地铁运行障碍物检测存在场站环境下单一传感器检测速度慢、准确性差、范围小的问题,为实现对其的有效弥补,在可见光与近红外结合的双目视觉技术迅速发展的支持下,基于红外成像系统与可见光成像系统,设计地铁障碍物检测系统;基于对系统功能需求与运行平台的分析,明确系统功能模块及其硬件构成;由于红外与可见光图像传感器的成像机理不同,拍摄的图像也存在差异,利用BEEMD算法对图像进行融合之后,执行YOLO障碍物类别检测任务;最后分析系统应用,结果表明可以实现列车运行中前方列车80~500 m安全限界范围内的障碍物识别。

摘要： 随着红外成像技术的发展和应用,红外系统成像仿真及验证技术越来越受到重视。现有仿真模型验证方法没有考虑到人眼视觉的影响,可能导致严重后果,为了解决这一问题,提出了基于识别距离的红外系统成像仿真模型验证方法。以识别距离作为红外系统成像仿真模型的准确度评价因子,考评仿真图像与实测图像在灰度分布、信噪比、分辨率、成像大小、人眼视觉等方面的综合差异。

摘要： 红外成像技术一直是光电子领域的热点课题,由于受红外自身成像特点、红外探测器件工艺限制及成像环境的影响,导致红外图像噪声大、对比度低,造成红外图像待测目标模糊、图像信噪比较低、无法有效识别目标等问题.同时,传统红外图像处理系统往往无法在提升红外视频图像质量的同时兼顾图像处理速度.因此为提升硬件条件下的红外图像质量和图像处理速度,本文采用FPGA作为红外图像处理系统核心处理器,搭建集图像采集、视频解码、数据缓存及显示等功能的红外图像成像系统,并基于该系统提出一种改进的红外图像处理算法提升红外图像质量,包括改进的中值滤波算法、伽马变换与直方图均衡化组合算法以及改进的伪彩色变换算法.仿真和系统实验结果表明本文提出的红外图像处理算法可以有效地改善红外成像质量并保持红外图像的处理速度,提升了红外成像系统的性能.

摘要： 红外成像系统图像畸变控制的良好与否对其能否在应用平台上发挥应有作用极为关键,因此在实验室内对红外成像系统的图像畸变进行测试、分析是极其必要的,本文提出了一种结合质心亚像素识别和精密测角的局部畸变测试方法,读取点靶在各个局部视场的质心变化并进一步计算即可得到畸变.采用该方法可以较好地解决点列质心法测试大视场系统操作性不高以及局部畸变法定位不够精确的问题,采用本方法对某型号红外成像系统进行了局部畸变测试,取得了与理论较为相符的测试结果,其相对畸变测试误差不超过0.02％,可以很好地满足红外成像系统的畸变测试需求,并对成像系统性能进行评估,有效反馈图像畸变对红外成像系统探测能力的影响.

摘要： 围绕红外成像系统重要参数最小可分辨温差(MRTD)的测试问题展开研究。首先,介绍了传统MRTD测试方法及测试原理,分析了其存在的缺陷。其次,讨论了两种MRTD客观测试方法以及在此基础上发展的智能测试方法。最后,介绍了国际上两种改进的代替测试方法最小温差接收模型(MTDP)和三角方向识别法(TOD),并分析了各自的优缺点。

摘要： 随着高超音速武器的出现,实现系统对目标从低温到高温宽动态的辐射测量是未来的发展趋势,而现在对辐射测量宽动态范围的研究相对较少.文中针对宽动态辐射测量中的平行光管和衰减片带来的误差提出了二次修正方法,进一步提高了高温红外辐射测量的目标反演的精度.为验证文中提出方法的实际效果,对基于600 mm口径的中波红外辐射测量系统进行了实验.并利用文中的方法对2％、10％、20％的辐射测量结果进行了修正,实验分析结果显示,该修正方法分别将原有的测量精度提高3.31％、3.27％、1.60％,证实修正方法可以有效地提高辐射测量的精度,具有一定的工程实践意义.

摘要： 本文设计了一种可以兼顾远近距离的紧凑型武警用红外热像仪光学系统,给出了一个设计实例,系统工作波段为8～12μm,中心波长为10μm,长焦距为150 mm,短焦距为50 mm,F数为1.1,可匹配像元数为384×288、像元大小为17μm×17μm的非制冷红外焦平面探测器.系统通过变倍组的轴向移动实现变焦,通过引入二元光学面和非球面减小成像系统体积,减轻重量,提高成像质量,设计结果表明,该热成像系统取得了良好的成像,可用于火灾消防救援、森林防火、夜间侦查、边防监控等工作.

摘要： 随着动态超分辨率重建、区域对比度增强等红外图像处理技术和微扫描技术的引入,基于MRTD和Johnson准则的作用距离模型已经无法对目前的红外成像系统的作用距离进行准确的预测.为此,美国NVESD实验室和荷兰TNO实验室相继提出了基于低频带通信息的TTP准则和基于三角形周期靶标的TOD准则,因其能对有色噪声、频谱混叠、奈奎斯特频率外的频谱恢复和对比度增强技术对作用距离的影响进行准确的预测,成为当今最重要的作用距离估算模型.介绍了TTP准则和TOD准则的预测原理及其近几年的发展和研究成果,总结了它们的优缺点,指出随着红外成像技术的发展和其应用范围的不断扩展,基于应用环境和任务的,并能对红外数字图像处理技术、非线性和移变性等特征给予准确评价是其主要的发展方向.

摘要： 新的军事需求对军用红外成像系统提出了持久性监视、大范围覆盖、对目标区高分辨率成像、快速检测出目标事件等更具挑战性的要求,近年来,为了解决这些新的挑战，在军用红外成像系统领域正在开始一场重大的变革，军用红外成像系统的新概念、新体制研究成为热点，新的压缩感知理论开始成为发展新概念红外成像系统的理论基石，高速信息处理机和微光机电系统的飞速进步和智能化红外焦平面阵列的发展为新概念军用红外成像系统的实现提供了重要的技术基础。本文重点介绍了近年来在军用红外成像系统的新概念、新体制研究方面的新进展,并概述了压缩感知理论在新概念红外成像系统领域的应用情况，概述了用于新概念红外成像系统的微光机电系统和智能化红外焦平面阵列的发展。

摘要： 激光干扰是抑制红外成像系统现场性能的有效手段，为实现对激光干扰下红外成像系统性能预测,文中以激光干扰红外成像探测器的作用机理为基础，通过对红外成像系统吸收的激光能量与对比度增强之间的关系进行分析，得到干扰激光的能量与对比度增强之间的关系，进而修正红外成像系统的对比度阈值函数；并结合NVThermIP性能模型实现激光干扰对系统性能的预测，给出了仿真结果，为红外成像系统的性能预测评估和理论模型的继续完善提供依据。

摘要： 两轴反射式红外成像系统采用IRFPA探测器与平台分离的二次反射成像方案，成像实验表明该系统存在明显的像旋。首先利用基本坐标变换推导了系统的物像映射关系，然后用Matlab仿真证明理论像旋与实验像旋吻合。反求了解旋公式，经Matlab仿真证明有效。

摘要： 本文研究了红外成像系统光学窗口的电磁屏蔽技术。通过分析多个项目的多台单机的电磁兼容检测结果，得出现有国产红外成像系统电磁屏蔽技术难点是RS103抗电磁干扰以及RE112的电磁泄漏问题,超标的一个频点分布范围是500MNz-1.5GHz,分别研究了谐振网筛和非谐振网筛的设计方法和制作工艺,非谐振网筛相当于一个高通滤波器,随入射角增大没有呈现明显的偏振效应，具有较大的特征尺寸,设计和制作相对容易。谐振网筛相当于一个带通滤波器，可实现透过率>90％，需要消除偏振效应的影响.电磁屏蔽效率比非谐振网筛更高，特征尺寸较小,设计和制作相对复杂,采用光学窗口金属网筛屏蔽技术可以从根本上消除RS103的执电磁干扰问题以及RE102的电磁泄漏问题。

摘要： 红外焦平面成像阵列的非均匀性严重限制了红外成像系统的成像质量,因此如何提高红外图像成像质量成为红外成像技术使用的关键.本文通过对多种非均匀性算法的分析和介绍,依据红外焦平面成像阵列像元对同一辐射响应曲线的特点,引入了基于两点校正算法和多点校正算法的新的校正算法,并通过真实的红外图像序列实验表明,该算法在实际的校正过程中取得了较好的效果.

摘要： 红外成像光学系统具有很强的抗干扰能力,它可以穿透薄雾、黑夜、伪装等,并具有很强的目标探测能力.所以随着光电技术的迅猛发展,红外成像光学系统在光电侦查、光电跟踪测量设备等领域中得到了广泛的应用.基于矩阵光学理论,分析研究了高斯光束通过红外成像光学系统的变换原理,并根据构建的红外成像光学系统的结构参数,建立了相应的数学模型.最后运用Matlab软件及Trace Pro光学软件分别对红外成像光学系统的数学模型进行了仿真分析,对比其结果,验证了采用高斯矩阵理论建立红外成像光学系统数学模型的合理性.

摘要： 在光电平台系统中,红外热像仪与系统之间的数字视频传输通常采用LVDS接口,但采用传统的LVDS直流耦合传输时热像仪容易受到光电系统干扰,成像效果远远不如单机调试.原因正是由于热像仪与平台间的LVDS信号采用传统的直流耦合方式进行传输，所以系统内的电源噪声通过LVDS接口串扰到热像仪内。本文提出一种LVDS信号交流耦合传输技术，首先通过图文展示了交流耦合传输的电路，通过硬件电路的优化，结合8b/10b编码设计，使得该技术经过了验证测试，提高了热像仪整机的抗干扰能力，保证了交流祸合传输电路在数据传输的稳定性与可靠性。

摘要： 本文针对空间遥感成像光学系统高分辨率、大视场的应用需求，同时，为了避免其带来的大型面阵探测器的加工、制造、拼接及制冷等一系列技术难题，对空间成像系统的红外中继分视场步进凝视成像技术原理进行探索研究，并结合一个具体的红外成像系统进行了优化设计。研究表明，采用中继分视场步进凝视成像系统在高轨进行对地观测成像是合理可行的。通过红外中继分视场步进凝视成像技术的应用，将全视场划分为多个子视场逐个步进凝视成像，不仅能有效压缩指向镜口径使成像系统轻小型化，而且能够很好的满足空间成像系统对大视场成像的应用需求，从而为红外大视场、小器件凝视成像的技术实现拓宽了设计思路。

摘要： 针对复杂应用环境和丰富场景细节条件下IRFPA动态盲元问题，提出了一种基于场景的动态盲元检测算法。该算法将帧间中值滤波盲元检测和关键帧技术相结合，形成基于场景的自适应滤波动态盲元检测算法，可在保持场景图像细节信息的基础上，有效检测红外图像的动态盲元。对实际红外图像序列的盲元检测实验表明：与常用的动态盲元检测算法相比，该算法具有更低的盲元漏检率和盲元误检率。

摘要： 本发明提供一种短波红外成像光谱仪分光系统及短波红外成像光谱仪，解决现有技术中各类Offner分光系统所存在的成像质量差、加工及装调难度高的问题。该分光系统采用物像双侧远心光路结构，包括狭缝、短波红外探测器以及依次共轴设置且凹面均面向物侧的凸面反射光栅、负弯月透镜以及凹面反射镜；从狭缝入射的光线经凹面反射镜反射、负弯月透镜透射后，通过凸面反射光栅色散，再经负弯月透镜透射、凹面反射镜反射，被短波红外探测器接收并成像。

摘要： 本发明提供一种短波红外成像光谱仪分光系统及短波红外成像光谱仪，解决现有技术中各类Offner分光系统所存在的成像质量差、加工及装调难度高的问题。该分光系统采用物像双侧远心光路结构，包括狭缝、短波红外探测器以及依次共轴设置且凹面均面向物侧的凸面反射光栅、负弯月透镜以及凹面反射镜；从狭缝入射的光线经凹面反射镜反射、负弯月透镜透射后，通过凸面反射光栅色散，再经负弯月透镜透射、凹面反射镜反射，被短波红外探测器接收并成像。

摘要： 本发明实施例公开了一种红外连续变焦热成像镜头及红外热成像系统。该红外连续变焦热成像镜头沿光轴从物面至像面依次包括前固定组、变倍组、第一补偿组和第二补偿组；前固定组包括具有正光焦度的第一透镜，变倍组包括具有负光焦度的第二透镜，第一补偿组包括具有正光焦度的第三透镜，第二补偿组包括具有正光焦度的第四透镜；变倍组、第一补偿组和第二补偿组沿着光轴同步运动，前固定组相对像面位置固定。本发明采用变倍组和双补偿组移动的方式，实现了5倍光学系统的连续变焦功能。并且，通过该变倍方式，大大缩短了系统长度，有效控制了光学系统镜片数量，极大地降低了成本，也很好地提升了系统的透过率。

摘要： 本发明公开了一种即插即用的红外成像测温传感器，包括：红外探头，其采集被检测对象的红外图像；驱动板，其与所述红外探头连接，所述驱动板上设有温度控制模块、A/D转换模块和偏置电压模块；其中所述偏置电压模块为红外探头提供电压；所述A/D转换模块将红外探头传输的图像信号转换为数字图像信号；所述温度控制模块控制所述红外探头的焦平面阵列的温度；FPGA板，其与所述驱动板连接，所述FPGA板上设有FPGA模块、存储模块和即插即用接口驱动模块，其中所述存储模块和即插即用接口驱动模块均与FPGA模块连接，其中FPGA模块给所述红外探头和A/D转换模块输出驱动时钟信号。此外，本发明还公开了一种红外成像测温系统。

摘要： 本发明公开了一种红外焦平面阵列及基于该红外焦平面阵列的红外热成像系统，属于红外热成像领域。所述红外焦平面阵列，包括若干个周期性排布的阵列单元，每个阵列单元包括衬底、绝热支撑层、亚波长光栅结构和红外吸收层。基于红外焦平面阵列的红外热成像系统包括波长转换模块、读出信号产生模块和成像显示模块；所述波长转换模块的核心元件为红外焦平面阵列；来自目标的红外辐射聚焦到焦平面上，将目标的红外图像信息转换成焦平面阵列上温度分布信息；所述读出信号产生模块用于产生线偏振窄带近红外光并使其经红外焦平面阵列反射后进入成像显示模块实现目标物体可视化。本发明实现了大面阵、高像素、低成本、快响应的热成像系统设计。

摘要： 本实用新型实施例公开了一种红外连续变焦热成像镜头及红外热成像系统。该红外连续变焦热成像镜头沿光轴从物面至像面依次包括前固定组、变倍组、第一补偿组和第二补偿组；前固定组包括具有正光焦度的第一透镜，变倍组包括具有负光焦度的第二透镜，第一补偿组包括具有正光焦度的第三透镜，第二补偿组包括具有正光焦度的第四透镜；变倍组、第一补偿组和第二补偿组沿着光轴同步运动，前固定组相对像面位置固定。本实用新型采用变倍组和双补偿组移动的方式，实现了5倍光学系统的连续变焦功能。并且，通过该变倍方式，大大缩短了系统长度，有效控制了光学系统镜片数量，极大地降低了成本，也很好地提升了系统的透过率。

摘要： 本实用新型公开了一种红外热成像装置及红外热成像系统，该红外热成像装置具有红外传感器、超声波传感器、wifi通信模块以及中央处理器，红外传感器与超声波传感器安装时二者的数据采集方向相同，红外传感器、超声波传感器及wifi通信模块分别与中央处理器连接。本实用新型通过移动通信终端连接至红外热成像装置，从红外热成像装置获取红外图像数据后能够进行实时的红外图像显示，使用者能够远程进行实时观察，方便快捷。

摘要： 本实用新型公开了一种红外成像在线监测模组、红外成像仪以及红外成像设备，其中红外成像在线监测模组包括红外成像组件和在线信号处理组件，红外成像组件包括锗片、光学镜头、红外探测器以及成像信号处理板，锗片设置在光学镜头的前端，红外探测器与成像信号处理板电连接；在线信号处理组件包括图像信息处理板、边缘计算处理板以及接口板，边缘计算处理板与成像信号处理板电连接。通过红外成像机头组件获取监测点红外成像信息后传输至在线信号处理组件，在线信号处理组件通过边缘计算处理板对监测点红外成像信息与预设安全阈值比对，超出安全阈值时，边缘计算处理板通过信号天线向外发送报警信号，实现图像处理信息的快速处理预警。

摘要： 本发明提供一种基于高速摆镜的红外成像系统及红外成像方法，包括：红外镜头、摆镜、凝视型红外面阵、视频处理及显示系统、电机驱动系统和控制终端；在所述摆镜的前方固定安装所述红外镜头，在所述摆镜的后方固定安装所述凝视型红外面阵；所述凝视型红外面阵的输出端与所述视频处理及显示系统的输入端连接；所述控制终端的一端与所述视频处理及显示系统连接，所述控制终端的另一端与所述电机驱动系统连接，所述电机驱动系统的输出端与所述摆镜连接，用于控制所述摆镜的扫描运动。能够远距离、快速、多目标的跟踪目标。高精度电机驱动系统可以对电机进行双闭环反馈控制，进而实现高精度、高速控制摆镜旋转，搜索检控目标。

摘要： 本申请公开了一种红外定焦镜头、红外摄像机及红外成像系统，其中，红外定焦镜头包括：第一透镜，所述第一透镜为具有正光焦度的凸透镜；第二透镜，所述第二透镜为具有负光焦度的凹透镜；第三透镜，所述第三透镜为具有正光焦度的双凸透镜；芯片接收面，用于接收透过所述第一透镜、第二透镜和第三透镜光并成像。本申请的三个透镜的焦距、折射率满足特定的数学关系，在宽波段范围内很好地进行消色差和热差，结构紧凑，性能可靠，能具有广泛的应用前景。