紅外成像觀測距離的計算方式Word版

1、紅外成像效果的基本計算方式 1、 紅外成像效果的影響因素l 被觀測物體的紅外輻射強度l 鏡頭的探測靈敏度（由探測器和讀出電路決定）l 鏡頭的焦距l(xiāng) 鏡頭的光圈數(shù)2、 探測距離的計算方式紅外探測的是物體的自身輻射，理論上可探測距離是無窮遠的。而實際上一套紅外成像系統(tǒng)受如上所述的因素的影響，對固定目標的探測距離是有限的且可以計算的。其中探測可分為兩塊：可探測和可顯示。2.1、可探測可探測指的是熱成像系統(tǒng)能把目標輻射從背景輻射中區(qū)分出來，反應指標就是NETD和MRTD，主要由探測器靈敏度（含配套讀出電路）和鏡頭光學系統(tǒng)（同焦距情況下光圈參數(shù)影響較大）決定。NETD噪聲等效溫差 noise equat

2、ion temperature difference用熱像儀觀察一個低空間頻率的圓形或方形靶標，當其視頻信號信噪比（S/N）為1 時，目標與背景之間的等效溫差，亦簡稱NETD。NETD 是評價熱像儀探測目標靈敏程序和噪聲大小的一個客觀參數(shù)。MRTD最小可分辨溫差 minimum resolvable temperature difference 它既反映紅外熱像儀的溫度靈敏度，又反映了其空間分辨率，但受觀察者主觀因素影響較大。2.1、可顯示可顯示指的是目標可以從熱像儀的輸出視頻上顯示出來，這個指標主要由鏡頭焦距決定。關于可顯示，現(xiàn)在比較認同的是統(tǒng)一到 目標成像占探測器的像元數(shù) 指標上來，然后根

3、據(jù)目標所占像元素的多少區(qū)分成探測距離、識別距離、鑒別距離這樣的指標稱謂，且不同的廠家或者研究所對如上的指標稱謂的定義可能各異。我公司手冊上給出的測試距離定義探測距離：目標在光軸截面上的短邊成像占1個像素識別距離：目標在光軸截面上的短邊成像占4個像素鑒別距離：目標在光軸截面上的短邊成像占8個像素注：此處計算的成像像素和我們視頻顯示的像素不是一個概念，視頻顯示的圖像加入了差值處理。在熱像儀產(chǎn)品的銷售過程中，需要通過已知的鏡頭焦距換算成對固定大小目標的計算距離，或者由探測效果和目標大小反推所需鏡頭焦距。如果假設鏡頭焦距F，目標的截面投影高度值H、寬度值Y，觀察距離L, 成像占的像元數(shù)N，對于17um

4、像元間距的探測器則有以下簡單計算公式： 垂直向像元數(shù) 水平向像元數(shù) 像元數(shù)為整數(shù)，計算值為小數(shù)時四舍5入，計算可探測距離時必須大于等于1 。以上參數(shù)可表示為如下三角關系：2.2、視場角視場角分為水平視場角，垂直視場角兩個。兩者計算方法一致，都是通過理論鏡片投影方式計算。成像簡化圖如下圖所示A：視場角A：半視場角角 Lens：虛擬鏡片F(xiàn)：焦距Imaging surface：當計算全視場角時，此為探測器成像面的長邊和短邊尺寸以640×480 17um規(guī)格探測器計算如下通過三角函數(shù)關系計算計算水平視場角，即H邊成像最大視場角時：計算垂直視場角，即V邊成像最大視場角時：計算實例例如計算150mm鏡頭配640×480 17um紅外探測器的成像系統(tǒng)視場角時：水平視場角計算垂直視場角計算3、 計算實例實例1 假設目標人高1.75米，肩距0.45米，用像元間距17um的探測器，焦距40mm鏡頭從遠處正對觀察，計算其可探測距離。計算方法可探測指目標的光軸截面短邊成像占1個像素，人體目標肩寬是短邊，用肩寬數(shù)據(jù)計算由公式 由以上方程反算出 實例2 假設目標車高2米，長4米，用像元間距17um的探測器的紅外熱像儀從遠處正對觀察，如識別距離需達到800米出，計算所需的最短鏡頭焦距。計算方法可探測指目標的光軸截面短邊成像占4個像素，車高是短邊，用車高數(shù)據(jù)計算由公式 由以上方程反算出