可見光、紅外傳感器建模仿真是光電成像技術領域重要的研究內容之一。通過理論建模仿真可以為成像系統(tǒng)的設計、優(yōu)化提供參考,同時也可避免不必要的軍事實驗,提高工作效率。本文通過光譜場景建立,大氣輻射傳輸,光學系統(tǒng)分析,探測器轉換,信號處理電路等幾個模塊,結合具體的機載場景,對可見光與近、中、遠紅外場景進行系統(tǒng)建模仿真。其中針對可見與紅外波段各自的光譜特性,對系統(tǒng)中所涉及的各個效應分別進行了討論。對可見光、近紅外、中波,遠紅外結合各自不同的輻射來源,利用射線追蹤法,考慮二次散射,建立場景的散射模型;分析在大氣輻射傳輸中探測天頂角,天空背景輻射,氣溶膠分子的影響作用,利用Modtran4.0模擬大氣的輻射傳輸特性;在光學系統(tǒng)的處理中,分別分析了線性效應:衍射、像差、光學能量,非線性效應:畸變、漸暈等。根據不同效應的特點,分別利用傳遞函數法,射線追蹤法和基于圖像像素處理方法對系統(tǒng)中的各個物理效應進行了分析、矯正,對于成像系統(tǒng)大視場與高探測精度的要求,利用了光學系統(tǒng)前加減望遠系統(tǒng)實現大小雙視場的轉換;在探測器轉換模塊中,利用MTF計算系統(tǒng)的空間、時間濾波效應,考慮了凝視型焦平面成像器件的欠采樣效應,非...

【文章頁數】：97 頁

【學位級別】：碩士

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摘要
ABSTRACT
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第一章 緒論
    1.1 研究背景
    1.2 研究意義
    1.3 國內外研究現狀
        1.3.1 國外研究現狀
        1.3.2 國內研究現狀
    1.4 論文結構圖及主要技術路線
第二章 場景建立及大氣輻射傳輸
    2.1 可見光與紅外輻射亮度的計算
        2.1.1 輻射計算基本物理量
        2.1.2 可見光與紅外場景輻射量的計算
    2.2 利用射線追蹤法計算場景的散射模型
    2.3 可見與紅外波段在大氣中的輻射傳輸特性
    2.4 本章小結
第三章 成像系統(tǒng)建模
    3.1 前置光學系統(tǒng)
        3.1.1 光學系統(tǒng)中的信號傳遞特性
        3.1.2 光學系統(tǒng)中的空間響應特性
    3.2 探測器
        3.2.1 探測器的空間濾波效應
        3.2.2 探測器的時間濾波效應
        3.2.3 探測器的采樣效應
        3.2.4 不同探測器件的光譜響應特性
        3.2.5 凝視型探測器的非均勻性
    3.3 探測器的信號處理電路
    3.4 成像探測系統(tǒng)的噪聲效應
    3.5 本章小結
第四章 成像仿真分析
    4.1 成像探測系統(tǒng)的構建
    4.2 成像探測系統(tǒng)仿真
        4.2.1 系統(tǒng)仿真
        4.2.2 不同影響因素的性性能分析
    4.3 實測數據與仿真結果分析評價
        4.3.1 海面中波紅外波段實測驗證
        4.3.2 地表植被場景分析
    4.4 本章小結
第五章 成像仿真系統(tǒng)在機載成像中的應用
    5.1 系統(tǒng)性能分析
        5.1.1 機載成像系統(tǒng)的分辨率
        5.1.2 機載成像系統(tǒng)的對比度
        5.1.3 機載成像系統(tǒng)的大小視場
    5.2 小目標機載成像系統(tǒng)仿真
        5.2.1 10km探測高度下模擬分析
        5.2.2 1km探測高度下模擬分析
        5.2.3 不同高度下的成像特性分析
    5.3 本章小結
第六章 總結與展望
    6.1 研究的主要內容
    6.2 論文創(chuàng)新點
    6.3 研究展望
參考文獻
致謝
作者簡介



本文編號：3992798