Проектирование информационно-измерительных систем на основе оптико-электронных преобразователей

• Автор: Кузнецова, Татьяна Рудольфовна
• Шифр специальности: 05.11.16
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Тула
• Количество страниц: 164 с. : ил.

ВВЕДЕНИЕ
СОДЕРЖАНИЕ

1. ПРОБЛЕМА РАЗРАБОТКИ ИНФОРМАЦИОННОИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ СИСТЕМ НА БАЗЕ ОПТИКО-ЭЛЕКТРОННЫХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ

1.1. Функциональная схема систем технического зрения

1.1.1. Фотоэлектронные преобразователи, выпускаемые

промышленностью

1.1.2. Структура информационно-измерительной системы

1.2. Классификация оптико-электронных преобразователей

1.3. Параметры оптико-электронных преобразователей

1.3.1. Этапы преобразования сигналов в ОЕС

1.3.2. Показатели качества сигнала
1.3.3. Цветные изображения
1.4. Методы исследования информационно-измерительных систем
па базе оптико-электронных преобразователей
1.4.1. Методы исследования статических характеристик
1.4.2. Методы исследования динамических характеристик
1.5. Выводы
2. СТАТИЧЕСКИЕ ПОГРЕШНОСТИ ИНФОРМАЦИОННОИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ СИСТЕМ НА БАЗЕ ОПТИКО-ЭЛЕКТРОННЫХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ
2.1. Влияние погрешностей параметров функции
на точность оценки выходной величины
2.1.1. Коэффициенты чувствительности обычной функции
2.1.2. Коэффициенты чувствительности от цепочки вложенных
функций
2.2. Статические характеристики оптической системы оптико-

электронного преобразователя
2.2.1. Наблюдение геометрической точки с помощью оптической
системы
2.2.2. Измерение дальности до геометрической точки с помощью бинокулярного зрения
2.2.3. Учет аберраций объектива
2.2.4. Учет дефектов других элементов оптической системы
2.3. Статические характеристики среды распространения
2.4. Статические характеристики фотоэлектронного преобразователя
2.5. Статические характеристики усилителя и аналого-цифрового преобразователя
2.5.1. Усилитель видеосигнала '
2.5.2. Аналого-цифровой преобразователь
2.5.3. Стыковка усилителя и аналого-цифрового преобразователя
2.6. Выводы
3. ДИНАМИЧЕСКИЕ ПОГРЕШНОСТИ ИНФОРМАЦИОННОИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ СИСТЕМ НА БАЗЕ ОПТИКО-ЭЛЕКТРОННЫХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ
3.1. Передаточная функция элемента оптико-электронного преобразователя
3.1.1. Обработка сигналов в сигнальной и спектральной области
3.1.2. Фильтры на основании гауссианов
3.1.3. Функции чувствительности ЛЧХ к изменению параметров
3.1.4. Подбор параметра а передаточной функции по кривой нарастания интенсивности сигнала с пространственной динамикой
3.2. Передаточная функция среды распространения
электромагнитного излучения
3.2.1. Прохождение излучения через микрочастицу диспергента
3.2.2. Воздействие множества микрочастиц

3.3. Пространственные частотные искажения сигнала, вносимые объективом
3.3.1. Номинальные параметры объектива
3.3.2. Ухудшение номинальных характеристик
3.3.3. Погрешности, вносимые в пространственную динамику дополнительными элементами оптической системы
3.4. Многоэлементные фотоэлектронные преобразователи
3.4.1. Накопление заряда при перемещающемся изображении
3.4.2. Суммарная пространственная частотная характеристика элементарной фоточувствительной ячейки ФПЗС
3.5. Механические элементы конструкции
3.6. Усиление и оцифровка видеосигнала
3.7. Выводы
4. МЕТОДИКА ПРОЕКТИРОВАНИЯ ИНФОРМАЦИОННОИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ СИСТЕМ НА БАЗЕ ОПТИКО-ЭЛЕКТРОННЫХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ
4.1. Номинальное проектирование системы
4.2. Учет допусков на реализацию параметров
4.3. Применение методики для проектирования панорамного оптикоэлектронного преобразователя
4.3.1. Фотоэлектронный преобразователь
4.3.2. Объектив
4.3.3. Узел механического сканирования
4.4. Функционирование оптико-электронного преобразователя
4.5. Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

10 - «)

Фтп(х, у, г)

/ 1Фтт(х,у, 2)
Рис. 1.6. Эталонный сигнал в системе
С учетом специфики исследуемой информационно-измерительной системы в качестве эталона будем принимать поверхность (рис. 1.6 б), расположенную перпендикулярно главной оптической оси. Отражающие свойства поверхности таковы, что с ее одной половины идет минимальный поток электромагнитного излучения, а с другой - максимальный. По границе между двумя половинами проходит одна из осей декартовой системы координат, например, ось г. Ось х декартовой системы ортогональна поверхности и совпадает с главной оптической осью оптической системы ОЭ. Ось у образует с осями х и г правую систему координат. Диапазон световых потоков определяет разницу между сигналами, соответствующими белому (Фтах(х, у, г)) и черному (Фтп(х, у, г)) изображениям.
Задача информационно-измерительной системы заключается в возможно более точном определении координаты у границы между белым и черным изображениями после всех преобразований, представленных на рис. 1.5.
Приведенные в предыдущем подразделе зависимости используются для т.н. «белого цвета», представляющего смесь излучений с широким диапазоном длин волн Л. Согласно принятому международному определению, белым называется цвет свечения абсолютно черного тела при температуре 6500 °С . В оп-
1.3.3. Цветные изображения