基于线阵相机的目标探测性能研究

【摘要】随着光电技术日新月异的发展,在如今的靶场测试系统中,通常采用的是线阵CCD相机的交汇立靶来对弹丸自身的多方面性能进行测试,并且在测试过程中,线阵CCD相机对目标的探测能力是需要考虑的重要因素之一。本论文通过对线阵CCD相机自身的性能、相机的背景特性、飞行目标的自身特性等三方面进行分析,建立了线阵CCD相机对目标的极限探测速度模型、线阵CCD相机对目标的极限探测距离模型和线阵CCD相机探测性能的计算模型,通过对线阵相机探测能力的实验验证及数据仿真来研究线阵CCD相机对目标的探测性能。论文中主要涉及的内容有：(1)从目标特性、相机性能和背景特性三个方面因素对线阵CCD相机对目标的探测性能进行理论分析。分析了目标尺寸、目标速率、目标的反射率、相机的有效通光口径、相机的像距与物距、相机的扫描速率、相机视场角、相机的曝光时间、相机的灵敏度、相机的动态范围、相机的空间分辨率、目标亮度和照度等因素对线阵CCD相机的探测性能的影响,并且介绍了CCD立靶的工作原理,对CCD的基本工作原理主要是从电荷产生、电荷存储、电荷转移与电荷检测四个方面进行简单的介绍,从轴上像点的光照度、轴外像点的光照度及两者之间的关系等三个方面对成像系统像面的光照度进行了分析。(2)在理论分析的基础上,通过对背景照度、目标照度及两者之间的关系的分析,建立了线阵CCD相机对目标的探测速度模型、线阵CCD相机对目标的探测距离模型和线阵CCD相机探测性能的计算模型,通过对线阵相机探测能力的实验验证及数据仿真,得出了线阵CCD相机的探测速度随着目标距相机的距离的增大而减小,随着目标长度的增大而增大,随着扫描速率的增大而减小,随着像距的增大而增大,随着目标反射率的增大而增大；线阵CCD相机的探测距离随着目标速度的增大而减小,随着目标长度的增大而增大,随着扫描速率的增大而减小,随着像距的增大而减增大,随着目标反射率的增大而增大。通过黄豆代替弹丸对线阵相机的捕获率进行了实验,验证了目标距线阵相机的距离对线阵相机捕获率的影响,得出了线阵相机对目标的捕获率随目标距线阵相机距离的增大而增大。通过对线阵CCD相机目标探测性能的研究与实验,对于提高靶场的测试水平具有重要的意义。
【作者】刘娟；
【导师】李静；
【作者基本信息】西安工业大学，通信与信息系统，2014，硕士
【关键词】线阵相机；目标特性；相机性能；背景特性；极限探测速度；极限探测距离；探测性能；

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