光电测试技术论文

光电测试技术论文概论光电图像检测系统的知识涉及面广,在工业、农业、军事、航空航天以及日常生活中皆有着非常广泛的应用,是现代工科学生必须掌握的一门知识。光电图像检测系统以其非接触、高灵敏度、高精度、快速、实时等特点,成为现代检测技术重要的手段和方法之一。光电图像检测系统内容多、涉及知识面广,包括光学、光电子学、电子学、计算机、机械结构等学科内容。描述光电成像系统动态特性的参数有多项,其中对运动目标的图像探测特性是其最重要的特性。这项特性定埴地表征了综合光电成像系统的惰性环节对系统成像过程的影响,全面确定了光电成像系统对动目标的探删和捕获能力。1动态目标探测特性测试的理论模型光电成像系统的静态图像探测特性可以采用分辨力以及光学传递函数[或点扩散函数]表示。当光电成像系统中存在有惰性器件(如光电导器件、电子束扫描、电路的积分环节、显示器件等)时,将导致对动态目标的分辨能力下降.这是由于惰性环节产生的时滞图像信号造成图像模糊所至一。因此,光电成像系统的静态分辨力并不等于动态分辨力.光电成像系统的动态分辨力可以用如下的数学过程建立其基本概念。如果令光电成像系统惰性环节的时间脉冲响应函数为p(t).则动态输出图像函数h(x,y)可以表示为静态输出图像函数的卷积.考虑到P(t)是时间的函数,所以要转换变量,利用运动速度函数v(x,y)将时间p(t)变换为空间座标变量的函数p(t)定量地描述了惰性环节对动态成像过程的影响,由此可知.光电成像系统的动态成像特性既取决于情性环节的时间响应特性又取决于目标运动的速度。为此要了解光电成像系统的动态图像探测特性,必须测定各种运动速度条件下光电成像系统的的动态图像分辨力,即用各种速度下光电成像系统的极限分辨力曲线来表征光电成像系统动态图像探测特性,该曲线称为光电成像系统动态图像探测特性曲线。2方法与测试系统2.1测试方法根据常用的检测光电成像系统空间分鞲特性的方法,结合自行研制的运动目标生成驱动装置,选择矩形以相临两亮线条(或暗线条)之间的中心距离作为空间周期,则它的倒数可视为空间频率,发二极管阵列产生空间频率对比度为C1(f)定速度运动的矩形光栅经微光电视系统成像后.成像在光电综合仪器动态测试系统显示屏幕上。在实际测试中,为方便测试.定义对应零频像面输出亮度的对比度为1,故零频时的调制传递值为1,即归一化调制传递函数。如果令光电成像系统惰性环节的时间脉冲响应函数为p(t).则动态输出图像函数h(x.y)可以表示为静态输出图像函数g(x.y)和p(t)的卷积.考虑到P(t)是时间的函数,所以要转换变量,利用运动速度函数v(x,y)将时间p(t)变换为空间座标量的函数p(x,),即h(x,y)=g(x,y)×[z(x.y)/v(x,y)](1)上式定量地描述了惰性环节对动态成像过程的影响,由此可知.光电成像系统的动态成像特性既取决于情性环节的时间响应特性又取决于目标运动的速度。后面只须测量各个不同空间频率的RTF(f)即可。实际目标物体的运动速度通常是变化的,但对测试而言存在许多实际困难,如速度的变化规律难以描述和记录等。因此,如果让动态目标源生成以恒定速度运动的矩形光栅,则可以对应一种速度变换频率,测量出该运动速度下微光电视系统的一条对比调制传递函数曲线。一种速度对应一条曲线,变换若干次速度,则可测出微光电视系统在不同速度下的多条对比调制传递函数曲线。在绘制曲线时,把几条曲线放到同一个坐标系中,就可看出随目标运动速度变化的系统对比调制传递函数曲线的变化,给出该光电成像系统的动态目标分辨特性,即对动态目标图像的探测特性。22测试系统测试使用自行研制的光电综合仪器动态性能测试系统,构成如图所示。测试过程使用了其中的图像数据采用系统,其他环节在检测光电成像跟踪定位系统等时使用动目标源(512×16阵列)在微机控制下产生运动的测试图案(方渡图案)或运动目标图案.图案的运动速度由计算机控制软件设定。被检ij昔的光电成像系统置于三维转台上,所成的动态目标图像通过图像数据采集系统进入计算机并作为256灰度数据的图像存储起来,然后,利用编制的分析软件对存储的图像数据进行统计分析和计算,给出测量结果并绘制出测试曲线。3测试结果与结果分析3.1测试结果被测系统为自行研制的二代微光电视系统,按照上述检测方法,我们对该系统进行了不同空间频率下的动态图像探测特性的实际检测,测试中取各种速度下的极限分辨力(RTF=15)为采样点。3.2结果分析表1的结果和图4的曲线表明:随着目标运动速度的增加,二代微光电视系统的空间分辨特性急剧变坏,并始终在一个低水准上,可见二代像管的惰性对夜隶视系统观察运动目标是一个非常不利的因素.这将严重影响对运动目标的识别和在运动的运输工具上使用该成像系统。上述结论吻合理论结果]。由此可见,在观察较高速运动物体时,必须充分考虑光电成像系统时间响应特性的影响。上述结果可用于估算光电成像系统对运动目标观察识别情况和视距衰减情况。幅图像，分别命名为～e。用e。作为标准对系统进行标定，对存在畸变的～e。的测量结果如表4所示可见测量误差比较大。然后利用测得的畸变参数对所有图像进行畸变校正，用校正后的e。作为标准对系统进行标定，测量校正后的～e。，结果也在表4中给出可见，测量精度得到了很大提高。结论本文在5．375MHz频差偏振双反射膜双频激光器的基础上实现了用于高速测量的激光干涉仪。给出了高测速激光干涉仪的基本结构，设计了用于测试高测速干涉仪的实验装置．对干涉仪对应于频率增加和频率降低两个方向上的的高速性能进行了实验研究，的位置，可以提高测量精度，进而可以提高其它畸变参数的测量精度，从而可以提高畸变校正的精度而且，这种方法对校正样板的放置位置要求不严格，即使不借助于专门的仪器，也不存在主观误差应用到不规则平面物体面积的测量中，测量精度碍到了很大提高。光电测试技术论文