ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ 3
ВВЕДЕНИЕ 4
ГЛАВА 1. ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ 6
1.1. Тепловизионные оптико-электронные системы 6
1.2. Классификация неохлаждаемых тепловизионных приемников 8
1.3. Устройство и принцип работы микроболометрических матричных приемников
на основе VOx 10
1.4. Выводы к главе 1 13
ГЛАВА 2.ПРАКТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ 14
2.1. Разработка модуля регистрации ИК - диапазона 14
2.1.1. Постановка задачи. Технические требования 14
2.1.2. Выбор элементной базы 15
2.1.3. Концепция проекта 16
2.1.4. Модуль управления микроболометрической матрицей 17
2.1.5. Модуль имитатора микроболометрической матрицы 18
2.2. Разработка системы управления микроболометрической матрицей 20
2.2.1. Архитектура программного модуля управления МБМ и имитатора МБМ 20
2.2.2. Управление МБМ 21
2.3. Применение методов и алгоритмов предобработки видеоданных 25
2.3.1. Уменьшение влияния переходного процесса 25
2.3.2. Коррекция неравномерности микроболометрической матрицы 27
2.4. Выводы к главе 2 29
ГЛАВА 3.Исследование чувствительности модуля регистрации 30
3.1. Экспериментальное определение температурно-частотной характеристики на
лабораторном комплексе ВЭ-1227 30
3.2. Экспериментальное определение эквивалентной шуму разности температур
(ЭШРТ) 36
3.3. Выводы к главе 3 39
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 40
СПИСОК ИСТОЧНИКОВ 41
ПРИЛОЖЕНИЕ 1.
Восприятие, передача и преобразование информации занимают ведущее место в оптическом приборостроении. При этом особое значение имеют устройства, которые обеспечивают существенное расширение его возможностей при регистрации слабых потоков излучения [1].
С бурным развитием средств вычислительной техники и искусственного интеллекта, в частности технического зрения, возникает потребность заменить рутинную человеческую работу, связанную с оптическим наблюдением за объектами, автоматами, которые существенно расширяют возможности применения оптико-электронных систем для военного, гражданского применения, таких как:
• Робототехника;
• Военная техника;
• Крупное промышленное производство;
• Ускоренное производство уникальных продуктов;
• Системы безопасности в промышленных условиях;
• Контроль предварительно изготовленных объектов (например, контроль качества, исследование допущенных ошибок);
• Системы визуального контроля и управления (например, считывание штрих-кодов);
• Контроль автоматизированных транспортных средств;
• Контроль качества и инспекция продуктов питания;
Целью данной работы является разработка системы управления и обработки изображений модуля регистрации видеоизображения малогабаритного на основе неохлаждаемого матричного фотоприемного тепловизионного устройства, для оптико-электронного канала, разрабатываемого в АО НПО «ГИПО».
Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:
1. Выбрать элементную базу соответствующую требованиям;
2. Разработать макетные электронные модули, для регистрации изображений.
3. Разработать цифровую схему управления неохлаждаемой тепловизионной матрицы и предварительной обработки видеоданных;
4. Разработать методы и алгоритмы предобработки видеоданных;
5. Проверить работоспособность модуля регистрации изображения;
6. Провести эксперименты проверки чувствительности канала технического зрения на соответствие требованием заказчика.
Научная новизна работы заключается:
- применение модуля регистрации на основе микроболометрического матричного устройства в задачах специального назначения.
В результате проделанной работы была разработана система управления и обработки видеосигнала модуля регистрации видеоизображения малогабаритного на основе неохлаждаемого матричного фотоприемного тепловизионного устройства.
Для достижения поставленной цели были решены следующие задачи:
1. Выбрана элементная база;
2. Разработаны макетные электронные модули, для регистрации изображений.
3. Разработаны методы и алгоритмы предобработки видеоданных для модуля в специальных условиях;
4. Разработана цифровая схема управления неохлаждаемой тепловизионной матрицы и предварительной обработки видеоданных;
5. Проверена работоспособность модуля регистрации изображения;
6. Проведены эксперименты проверки чувствительности канала технического зрения на соответствие требованием заказчика.
Результаты магистерской работы были использованы в опытноконструкторских разработках, выполняемых в рамках Г особоронзаказа.
