Optronische Systeme können in verschiedenen Bereichen eingesetzt werden, z. B. in der Überwachung, der Verteidigung, der Industrie, der Lebensmittelindustrie, dem Gesundheitswesen usw. Diese Systeme müssen während ihrer Entwicklung, Herstellung, Kalibrierung und Installation getestet werden. Daher ist es unerlässlich, dass sie im Labor charakterisiert werden.

Einführung

In diesem Artikel sprechen wir darüber, wie man ein optronisches System (Wärme- und Sichtsensoren) im Labor charakterisiert. Ziel ist es, die Leistung einer Kamera zu quantifizieren. Wenn wir von einer Kamera sprechen, meinen wir eigentlich die gesamte Bildkette: Optik, Sensor, Aufnahme- und Umwandlungselektronik, Bildverarbeitung, Bildschirm und sogar dasAuge des Betrachters!

Beachten Sie, dass wir nicht auf die Details der gemessenen Parameter eingehen werden, da dies nicht das Ziel dieses Artikels ist. Stattdessen werden sie für diejenigen dokumentiert, die mehr darüber erfahren möchten.

Materialien, die zur Charakterisierung eines optronischen Systems verwendet werden

Für die Charakterisierung eines optronischen Systems benötigen wir in der Regel eine optische Bank, die sich wie folgt zusammensetzt:

• ein optischer Tisch, der auf vier stoßdämpfenden Füßen steht
• einen Kollimator mit großer Brennweite (typischerweise F=1000 mm) und mit einem großen Durchmesser der Austrittspupille (z. B. D=145 mm)
• ein motorisiertes Sechs-Positionen-Messlattenrad mit den folgenden Messlatten :
  • zwei Lochmesslatten mit Durchmessern von 0,3 und 1 mrad zur Messung der optischen Achse
  • zwei geneigte vertikale und horizontale Halbmond-Messlatten für die MTF-Messung
  • ein quadratisches Testbild von 15×15 mrad für die NETD-Messung
  • ein MRTD-Testbild mit verschiedenen Frequenzmustern 0.5, 1, 1.5, 2.5 und 4 cy/mrad
• einem absoluten und differentiellen Schwarzkörperstrahler, der aus einem Sendekopf und einem Controller zur Steuerung der Temperatursollwerte besteht
• einen Elektronikschrank, um alle elektrischen Geräte zu steuern und mit Strom zu versorgen

Methoden und Messungen auf der optischen Bank

Bei allen Parametern ist das Prinzip das gleiche: Mithilfe des Kollimators wird ein Testbild auf dem Sensor abgebildet (im Unendlichen betrachtet). Das Testbild wird bei sichtbaren Sensoren von einer homogenen Lichtquelle oder bei Infrarotsensoren vom Schwarzkörperstrahler beleuchtet. Die Bilder werden dann automatisch digital verarbeitet, um aus dem wahrgenommenen Signal die Daten zu extrahieren, die für die standardisierte Interpretation durch den Bediener nützlich sind.

Bei dieser Art von optischer Bank ist es sinnvoll, eine Reihe von Parametern in Abhängigkeit vom Spektralband zu messen, wie :

• der NETD(Noise Equivalent Temperature Difference)
• das FOV(Field Of View)
• die MTF(Modulation Transfer Function)
• der MRTD(Minimum Resolvable Temperature Difference)
• die NUC(Non Uniformity Correction)
• der RMS(Root Mean Square)
• optische Verzerrung
• optische und mechanische Ausrichtung

In der Regel werden bei der Charakterisierung eines optronischen Systems alle diese Messungen nacheinander durchgeführt, um das Verständnis des Systems zu verfeinern und seine Spezifikationen genau zu bestimmen. Wenn man zum Beispiel auf eine Ausschreibung nach Pflichtenheft antwortet, ist dies die beste Möglichkeit, die technischen Aspekte des vorgeschlagenen Systems zu rechtfertigen.

Anschließend kann man die experimentellen Kurven mit den theoretischen Kurven vergleichen. In der folgenden Grafik sehen Sie zum Beispiel die theoretischen MTF-Kurven eines Systems, seiner Optik und des Detektors. Es ist dann einfach, die experimentelle MTF-Messung darüber zu legen und sie mit der gelben Kurve zu vergleichen. Auf diese Weise kann man die Qualität des Systems anhand seiner intrinsischen Parameter beurteilen.

Schlussfolgerung

Ich hoffe, dass Sie nun davon überzeugt sind, dass diese Messungen unerlässlich sind, um ein optronisches System zu charakterisieren, das im sichtbaren Lichtspektrum oder im Infrarotbereich arbeitet.

Im Bereich der militärischen Überwachung und Verteidigung ermöglichen MRTD-Messungen dann die experimentelle Schätzung von Entfernungen für die Entdeckung, Erkennung und Identifizierung (DRI) in Bezug auf ein bestimmtes Ziel.

Wenn Sie an einer Dienstleistung zur Charakterisierung eines optronischen Systems interessiert sind, sollten Sie wissen, dass wir über die nötige Ausrüstung und das Know-how verfügen. Warum also nicht mit uns Kontakt aufnehmen?

Wenn Sie schließlich mehr über die von Imasolia angebotenen Lösungen erfahren möchten, können Sie diese Seite besuchen. Zögern Sie nicht, mir unten einen Kommentar zu hinterlassen, ich werde Ihnen gerne antworten.