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激光选通夜视照明系统应用场景的简介

 发表日期 : 2021-11-05 11:13  浏览量 : 

1.海洋应用

Obzerv公司开发了一款激光主动照明系统,Obzerv公司开发了一款用于远距离激光选通照明的近红外成像系统(ATV-2000i),如图所示,主要应用于海防、海盗预警、反恐与海上船只搜查。设备包括一款像增强型的CCD与一个高重频的半导体激光器。在完全无光的环境下的成像距离达到了7km

ATV-2000i系统在海面上6.4km处观测的结果,如图所示,相机能够清晰的检查6.4km外的舰艇的状况,能够对文字清晰成像,能够通过观测舰船的吃水深度来判断舰艇的载重量,这些优势是红外成像不能具备的,对比红外成像,激光选通成像能够显示更多的细节。

 

 

下图是红外激光夜视照明系统采用图像增强技术后的10km远距离成像效果。

 

2.不同的大气环境

北京理工大学研发了一款激光选通夜视照明系统,采用1.5μm的测距激光器作为照明光源,并配备2000mm焦距与500mm焦距的两款镜头,长焦镜头的视场分辨率为15μrad,并采用长焦镜头作为系统的主要测试工具。照明光源的发散角随着照明距离的改变而改变。例如,当照明距离为2km时,激光器的发散角为5.5mrad。该相机在1.5μm波长处既能满足主动照明的功能,亦可用于近红外热成像。该相机在1.5μm波长处用于主动照明的上升时间的典型值是70ns,被动的近红外成像的上升时间是500ns。由此可见,当激光主动成像用于跟踪与捕获时,获取信息的速度会比被动的热成像快很多。测试环境如下图所示。

下图为激光选通夜视照明系统在2km距离处的成像效果,左图为带图像增强的显示效果,右图为激光选通夜视照明系统的正常显示效果。

下图为在空气能见度1km的环境下,激光选通夜视照明系统在3km外的成像效果。

下图反映了激光选通成像系统在不同的天气状况下8km处的成像效果,天气由左向右逐步变得恶劣,通过图像增强保证了在很坏的天气状况下也具有良好的显示效果。天气状况通过闪烁计数器测量。

采用图像增强技术后,红外激光夜视照明系统的最远测量距离能达到27km,且具备较强的透雾能力,下图为超远距离的成像效果。

 

3.复杂环境

夫朗禾夫作为欧洲最顶尖的研究机构,在激光选通成像领域具有10年的研究经验。所有的照明系统均采用LIVAR系列的EBCCD/EBCMOS相机对近红外光束进行探测,并采用1.57μmOPO脉冲激光器作为照明光源,以减小对人眼视网膜的伤害。

下图为可见光成像与激光选通成像在烟雾的浓烟的环境中的成像效果的对比,由图可知,在浓烟的环境之中,可见光相机对浓烟后面的事物的识别效果很差,但是激光选通成像可以识别浓烟后面的物体。

下图为激光选通成像系统透过玻璃后的显示效果。

激光选通夜视照明系统与红外成像的效果对比,如下图。左边的为激光选通夜视照明系统在激光器关闭时的效果,中间的为激光照明系统选通后透过玻璃的观察效果,右边的为红外热成像系统的探测效果。从图中可以看出,红外成像系统无法透过玻璃观察玻璃内的细节。

 

4.水下探测

德国海洋研究所针对水下激光选通照明系统做出了大量的研究,水下激光选通照明探测系统如下图所示。水下激光选通照明作为一种非水声探测系统,具有其独特的优势,弥补水下声纳系统在成像分辨率和近距离探测中的不足,实现高速度、高精度和大面积探测,可作为声纳探测的重要辅助手段,有较好的应用前景。

      下图反映了德国海洋研究所的水下激光选通照明系统的发展,通过不断的研究与改进,目前最远的探测距离达到20m。

5.总结

    对比红外成像,激光选通夜视成像具备诸多优势,激光选通夜视成像技术具有比红外成像更加细腻的显示效果,能够探测更多的细节;激光选通夜视成像系统能够具有更高的透雾透霾能力,能够适应更加复杂的天气状况;激光选通夜视成像系统能够穿透火、玻璃等障碍物成像,在保障隐蔽性的同时能够获得很好的成像效果,这是红外成像不能达到的;激光选通夜视成像技术能够适应复杂的水下环境,在水下探测方面具备很强的应用前景。随着技术的日新月异,激光选通夜视成像技术在可见的未来将发挥巨大的作用。

 

 


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