Моделирование и оптимизация оптико-электронных приборов с фотоприемными матрицами (1095912)

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла

СодержаниеПредисловиеСписок основных сокращений1. Основы компьютерного моделирования и оптимизации оптикоэлектронных приборов1.1. Оптико-электронные приборы1.2. Компьютерное моделирование1.3. Цифровая обработка изображений1.4. Оптимизация2.

Методика построения и анализа формирователей изображения сотоприемными матрицами2.1. Основные параметры и характеристики ОЭП2.2. Анализ схемы системы формирования изображений с ФПМ ПЗС3. Моделирование и оптимизация приборов ночного видения3.1. Разработка принципов имитационного моделирования3.2.

Моделирование процесса преобразования оптического сигнала влектрический в ФПМ ПЗС3.3. Исследование вычислительной модели3.4. Разработка телевизионного ночного канала многоканальнойистемы наблюдения3.5. Обобщенная методика проектирования ОЭС4. Моделирование и оптимизация систем ориентации космическихетательных аппаратов4.1. Понятие об ориентации КЛА4.2.

Разработка модели произвольного участка небесной сферы4.3. Разработка габаритно-энергетической модели системы ориентации4.4. Разработка математической модели изображения случайноговездного поля4.5. Расчет среднеквадратической погрешности определения центраяжести изображения звезды4.6. Принципы работы алгоритмов распознавания звездного неба4.7. Обоснование выбора таблично-аналитического метода птимизацииОЭП систем ориентации4.8. Разработка вычислительной модели звездного неба4.9. Вычислительные эксперименты по оптимизации параметров ОЭПистемы ориентации5.

Применение фотоприемных матриц в оптико-электронных риборахдля научных исследований5.1. Рекомендации по применению разновидностей ФПМ ПЗС5.2. Использование ПЗС-камер в астрономии5.3. Определение положения астрономического объектаАнгло-русский словарьБиблиографический списокПредисловиеС давних времен у людей существует потребность иметь такой прибор,который позволил бы рассматривать всевозможные объекты в любое времясуток, при любой погоде, в различной среде и на разных расстояниях.Постепенно эта задача решается.

В основном создаются приборы,позволяющие рассматривать специфические объекты в специфическихусловиях: микроскопы, телескопы, фотоаппараты, приборы ночного видения,тепловизоры с естественным и искусственным освещением; приборынаблюдения наземного, воздушного, надводного, подводного и космическогобазирования;приборынаблюдениявультpафиолетoвом,видимом,инфракрасном и СВЧ диапазонах спектра.К концу ХХ в. в развитых странах стали формулироваться конкpетныезадачи по разработке универсальных приборов наблюдения.

Причем на этиприборы также возлагается задача автоматического повышения качества ианализаизображения.Уженескольколетузаконентермин"гeопространственная информация", которая извлекается из полученныхизображений путем анализа. Стало привычным построение географическихкарт рaзличногo назначения по результатам аэрофото- и космической съемки.Восновенаблюденияразработоклежитперспективныхпринципуниверсальныхоптико-электроннойприборовобработкиэлектpомагнитных сигналов.

На рубеже ХХ и ХХI вв. в области оптикоэлектронногоприборостроенияинтенсивноразвивалисьследующиенаправления исследований, которые частично представлены в настоящеймонографии:Моделирование приборов наблюдения [7, 26-28, 29, 61, 62, 66-68, 75, 77, 79, 92, 115..118, 122, 134, 149].Оптические исследования в космосе [1-3, 13, 15, 18, 25, 35..40,46, 50, 55..57, 61, 75, 77, 81..89, 101, 102, 104, 105, 107, 120, 127, 132, 136, 138,139, 150].Исследование параметров оптико-электронных приборов [4..6,26, 27, 58, 97, 103, 115, 123, 129, 133, 151, 154].Исследованиеэлектроннойэлементнойбазыоптико-электронных приборов [9, 14, 17, 20, 31, 47, 48, 63..65, 69, 72, 73, 78, 80, 91,113, 124, 125, 145].Автоматизация проектирования оптико-электронных приборов[12, 16, 33, 72, 106, 108, 111, 137].Исследование многоканальных оптико-электронных приборов[8, 19, 34, 45, 52, 57, 98].Цифровая обработка изображений [23, 32, 37, 58, 74, 90, 99, 114,117, 146, 148, 150].Разработка сайта Интернет по оптико-электронным приборам[22, 60, 71, 96].Исследование источников и приемников излучения, а такжеоптических узлов [10, 11, 21, 24, 30, 32, 41, 42, 49, 51, 70, 76, 93-95, 100, 110,116, 119, 121, 128, 129, 135, 139, 140, 144, 147, 151..153, 156].Разработка оптико-электронных приборов наблюдения [43, 44,53, 54, 59, 97, 109, 112, 123, 125, 153, 154].Видеоразведка (Imagery intellgence) [126, 130, 131, 141..143,155].В данной книге рассматриваются некоторые вопросы, касающиесяследующихтем:систематизацияоптико-электронныхприборовифотоприемных матриц, проектирование приборов ночного видения и оптико-электронных блоков систем ориентации космических летательных аппаратов,применение фотоприемных матриц в астрономии.Автор глубоко признателен коллегам Сибирской государственнойгеодезическойакадемии,Московскогогосударственногоуниверситетагеодезии и картографии, Московского государственного техническогоуниверситета, Санкт-Петербургского государственного института точноймеханики и оптики, ЦКБ "Точприбор", Сибирского НИИ оптических систем,Новосибирскогогосударственноготехническогоуниверситета,НПО"Восток", Сибирского государственного университета телекоммуникаций иинформатики, Новосибирского приборостроительного завода им.

B.И.Ленина, Института автоматики и электрометрии СО РАН, СKБ наyчногoприборостроения СО РАН, Конструкторско-технологического институтаприкладной микроэлектроники СО РАН, НПО "Геофизика", Институтакосмических исследований РАН, Государственного оптического институтаим. C.И. Вавилова. Общение с ними позволило сформулировать задачи ипути их решения.АТМ - слой атмосферы между прибором и объективомАЦП - анaлого-цифровой преобразовательАЧТ - абсолютно черное телоАЧХ - амплитудно-частoтнaя характеристикаБФ - буфер фиксатораВА - видеоадаптерВЗУ - внешнее запоминающее устройствоВКУ - видеоконтрольное устройство на базе ЭЛТВОП - волоконно-оптическaя пластинаВОЭ - волоконно-оптический элементВФП - вектор фазовых переменныхД - дисплейДКВ - двойная коррелированная выборкаДН - дифференциальная нелинейностьЕМР - единица младшего разряда АЦПЕНО - естественная ночная освещенностьЕСР - единица старшего разряда АЦПЗГ - задающий генератор тактовых импульсовКМОП - комплементарная структура метaлл-окись-полупроводникКЭ - квантовая эффективностьМВФ - матрица с виртуальной фазойМДП - структура метaлл-диэлектрик-полупроводникМКП - микроканальная пластинаМОП - структура метaлл-окисел-полупроводникМРЭ - минимальный размер элементаНАБ - наблюдательОВВ - отношение включен/выключенОВС - блок обработки видеосигналаОЗУ - оперативное запоминающее устройствоОСШ - отношение сигнал/шумОЭП - оптико-электронный приборОЭС - оптико-электронная системаПАС - процессор аналогового сигналаПЗС - прибор с зарядовой связью; в литературе часто этойаббревиатypой обозначают и ФПМ ПЗМПЗУ - постоянное запоминающее устройствоПК - показатель качестваПОС - приемная оптическая система прибораППП ЦОИ - пакет прикладных программ цифровой обработкиизображенийПр/Пс-ГТИ - формирователь тактовых импульсов параллельного ипоследовательного регистров ФПМ ПЗСПрУ - предусилительПС - постоянная составляющаяПТ - полевой транзисторПШПМ - полная ширина половины максимумаРВД - регистр выходных данныхРгД - регистр данныхРПП - регистр последовательных пpиближенийРШ - равномерный шумСКЗ - среднеквадратичное значениеУВХ - усилитель выборки и храненияУЛ - управляющая логикаФПМ - фотоприемная матрицаФПМ ПЗС - фотоприемная матрица приборов с зарядовой связьюФУ - фиксатор уровняЦАП - цифроаналоговый преобразовательЦП - центральный процессорЦПС - цифровой процессор сигналаЧКХ - частотно-контрастная характеристика (функция передачимодуляции)ШВД - шина выходных данныхЭМ - эквивалентная мираЭОП - электронно-оптический преобразователь с люминесцентнымэкраном на выходе1.Основы компьютерного моделирования и оптимизации оптико-электронных приборов1.1.

Оптико-электронные приборыОптико-электронный прибор(ОЭП) позволяет извлекать из потока излучения информацию о форме,размерах, положении и энергетическом состоянии объекта наблюдения путемпредварительной обработки потока излучения, преобразования его вэлектрический сигнал и дальнейшей обработки электрического сигнала сцелью извлечения и регистрации информации. Классификация ОЭП дана втабл.1.1.Таблица 1.1. Классификация оптико-электронных приборовПризнак классификации1НазначениеПараметры признаков2Визуализация изображений объектов:определение пространственного положения,формы, параметров движения различныхобъектов.Измерение параметров объектов:габариты,отражательно-излучательныепарaметpы,расстояниеотобъектанаблюдения до наблюдателяСпектральный диапазон Ультрафиолетовый(0,001..0,38мкм),анализируемогооптическоговидимый (0,38..0,78 мкм), инфракрасный:сигналаближний 0,78...1,1 мкм, коротковолновый1,1...2,5 мкм, средневолновый 3,0...5,0мкм,длинноволновый 8,0...14,0 мкм,дальний 15,0...1000 мкмГруппа приборовСпектральные: разложение спектраизлучениянамонохроматическиесоставляющие и измерение их длин волн иинтенсивности для изучения свойств,структуры и химического состава истроения объекта наблюденияФотометрические:исследованиеэнергетическихпараметровпотокаизлучениясцельюизмеренияфотометрических величин, связанных сэнергетической характеристикой объектанаблюденияИнтерференционные:созданиеинтерференционнойкартиныобъектанаблюдения для определения оптических идругихфизическихсвойствобъектанаблюденияПоляризационные:получениеполяризованного света с целью определенияоптических и других физических свойствобъекта наблюдения с помощью процессов,происходящих в поляризованных лучахИзмерительные: условная гpyппаприборов,вкоторыхиспользуетсяпреобразование оптических сигналов вэлектрические(например,фотоэлектрическиеисканирующиемикроскопы,автоколлиматоры,колориметры,пирометры,растровыеприборы)Метод работыПассивный: действие по собственномуизлучениюнаблюдаемыхиликонтролируемыхобъектови/илипоотраженномуотнихизлучению,создаваемому естественными источникамиАктивный: по отраженному илирассеиваемомуобъектомизлучению,искусственно создаваемому специальнымисточникомПолуактивный:облучается("подсвечивается") сравнительно широкоеугловое поле, в котором находится не один,а несколько объектовСпособанализаИсследуемое или контролируемоенаблюдаемого пространствапространство(поле,плоскость)анализируется путем пространственной ипространственно-временнойвыборкипараметров оптического сигнала (яркости,освещенности) в отдельных участках этогопространстваТиппреобразователяЭлектронно-оптическийоптическогосигналав пpеобрaзoватeль,передающаяэлектрическийтелевизионнаявакуумнаятрубкаснакоплением или без накопления сигнала,фотоэлемент,фотоэлектронныйумножитель, одиночный фотоприемник;матрица фотоприемников: фотодиодная,фототранзисторная,фоторезисторная,болометрическая, с зарядовой связью,комплементарнаяФорма информацииАналоговая: сигналы могут приниматьпроизвольные значения в произвольныемоменты времениЦифровая: сигналы могут приниматьдискретные значения в дискретные моментывремениВидустройствавыходногоРешаемая задачаПриемнаятелевизионнаятрубка,дисплей,компьютер,исполнительноеустройствоОбнаружение:установлениевпроцессе просмотра пространства наличияили отсутствия определенного объекта вполе зренияКлассификация: фиксация того факта,что обнаруженный объект принадлежит кнекоторому достаточно широкомy классу,например к классу наземной военнойтехники или к классу летательныхаппаратов.Распознавание:установлениепринадлежности объeктa к сравнительноyзкомy классу (типy), например, объектявляется не просто объектом военнойтехники, а танком или автомобилем,самолетом или вертолетом и т.п.Идентификация: конкретизация вида(типа) объекта внутри его класса, напримеропределение модели (марки) танка, самолетаи т.п.Измерение: сравнение с образцовоймеройСлежение: многократное выполнениеопераций распознавания и измерения вдинамическом режимеКонтроль: многократное выполнениеоперации обнаружения и измеренияРис.

Характеристики

Тип файла PDF

PDF-формат наиболее широко используется для просмотра любого типа файлов на любом устройстве. В него можно сохранить документ, таблицы, презентацию, текст, чертежи, вычисления, графики и всё остальное, что можно показать на экране любого устройства. Именно его лучше всего использовать для печати.

Например, если Вам нужно распечатать чертёж из автокада, Вы сохраните чертёж на флешку, но будет ли автокад в пункте печати? А если будет, то нужная версия с нужными библиотеками? Именно для этого и нужен формат PDF - в нём точно будет показано верно вне зависимости от того, в какой программе создали PDF-файл и есть ли нужная программа для его просмотра.

Список файлов лекций