光电设备低对比度目标捕获能力检验装置

2013-04-08  来源:

项目分类:观测仪器设备  立项年度:2009

负责人:叶 露        完成年度:2011

完成单位:中国科学院长春光学精密机械与物理研究所

一、项目简要说明

光电设备低对比度目标捕获能力检验装置研制项目是依据实际检验工作需要而提出,针对我国光电设备对弱、暗目标捕获能力的检验需求,研制了一套对比度可度量、连续可调的光电设备低对比度目标捕获能力检验装置。

我国的光电侦查、光电测控、光电跟踪等光电设备都提出对低对比度目标捕获能力的指标(简称目标对比度),这项直接影响光电设备的作用距离,需要对这一指标进行准确的测量,而以往的测量方法只能检验图像处理器线路板,而不能针对光电设备整机。为实现光电设备低对比度目标捕获能力的整机测试,需建立对比度连续可调的光学无穷远目标源装置,为光电设备提供一个对比度可准确度量的无穷远目标作为检验的基准,实现光电设备整机对低对比度目标捕获能力的检验。

 

该设备的研制首次实现了光电设备低对比度目标捕获能力的实验室定量检验,这种定量检验为对开展相关光电设备的研究工作具有重要意义,在国内外未见报道,填补了光电设备检验领域空白。

该装置由大、小两个积分球组成,大积分球模拟背景光,小积分球模拟目标源。两个积分球有各自的照明光源,通过调整光阑分别控制两个积分球的亮度,形成不同背景亮度下不同对比度的目标,满足对比度连续可调的功能。在大积分球上安装准直物镜和目标板,目标板放在准直物镜的焦面上形成无穷远目标,由小积分球来照明。使用光谱辐射计在准直物镜的像方对目标和背景的辐亮度进行准确的度量,得到准确的目标对比度,以该目标作为光学基准目标,对光电设备的目标捕获能力进行检验。

该装置还配有图像采集与分析系统,通过该系统可以检验光学镜头各单项性能(如杂散光、照度均匀性及光学传递函数等)对目标对比度的影响,提高过程质量控制能力,同时为技术研发提供有效地实验手段。

该装置主要技术指标:

a) 目标与背景的对比度范围:0 ~ 90%;

b) 目标对比度稳定精度:优于1%(当目标对比度为3% 时);

c) 背景最大辐亮度: 优于38Wm-2str-1(380nm ~ 780nm);

d) 测量口径:≤ 250mm。

二、在科研工作中发挥的作用

项目组利用自行研制的“光电设备低对比度目标捕获能力检验装置”,对我所研制生产的电视跟踪仪进行了检验,获得电视跟踪仪四种工况下的目标对比度检验结果,四种工况分别为:

a) 白目标从目标搜索状态至目标捕获状态

b) 白目标从目标捕获状态至目标丢失状态

c) 黑目标从目标搜索状态至目标捕获状态

d) 黑目标从目标捕获状态至目标丢失状态

这四种工况是电视跟踪仪实际使用中都会遇到的状态,四种工况下的目标对比度检验结果是不同的,不同背景亮度相同工况下目标对比度检验结果也是不同的,这是通过我们研制的检验装置在国内外首次获得的定量检验结果及电视跟踪仪相关性能信息。以往的检验只针对图像处理器,从未针对电视跟踪仪整机,无法提供四种工况的检验条件,也无从获知性能指标信息。通过我们的检验装置,获得了前所未有的检验数据,为光电设备改善设计、提高性能提供重要的依据。

(长春光机所科研条件处供稿)

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