WWW.PDF.KNIGI-X.RU
БЕСПЛАТНАЯ  ИНТЕРНЕТ  БИБЛИОТЕКА - Разные материалы
 


«В.Е. Карасик, В.М. Орлов ЛОКАЦИОННЫЕ ЛАЗЕРНЫЕ СИСТЕМЫ ВИДЕНИЯ Москва 2013 УДК 621.375 ББК 32.85 К21 Рецензенты: ведущий научный сотрудник ОАО «НПО «Альфа», д-р техн. ...»

В.Е. Карасик, В.М. Орлов

ЛОКАЦИОННЫЕ

ЛАЗЕРНЫЕ

СИСТЕМЫ ВИДЕНИЯ

Москва 2013

УДК 621.375

ББК 32.85

К21

Рецензенты:

ведущий научный сотрудник ОАО «НПО «Альфа»,

д-р техн. наук, акад. РАЕН В.Г. Волков;

зав. кафедрой светотехники

Национального исследовательского университета «МЭИ»,

д-р. техн. наук, проф. А.А. Григорьев;

д-р техн. наук, проф. В.П. Будак

Карасик В. Е.

К21 Локационные лазерные системы видения / В. Е. Карасик, В. М. Орлов. — М. : Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2013.

— 478, [2] с. : ил.

ISBN 978-5-7038-3667-5 Изложены общая теория и технические пути построения изображающих оптико-электронных систем нового типа – локационных лазерных систем видения, предназначенных для наблюдения дистанционных объектов при недостаточной естественной освещенности или в ночное время.

Представлены современные методы анализа процесса формирования изображения в рассеивающих и случайно-неоднородных средах, основанные на синтезе теорий линейных систем и переноса излучения. Приведены оригинальные методики расчета основных параметров систем активного видения и характеристик воспроизводимого на экране монитора изображения, учитывающие специфические свойства зрительного анализатора оператора. Рассмотрен специальный класс локационных лазерных систем, предназначенных для обнаружения световозвращателей. Исследована возможность формирования изображений активными системами видения в сильно рассеивающих средах. Описаны экспериментальные образцы систем видения, обсуждены результаты экспериментальных исследований и выработаны рекомендации на проведение проектирования.

Часть материалов монографии соответствует курсу лекций, который авторы читают в МГТУ им. Н.Э. Баумана.

Для научных и инженерно-технических работников, специализирующихся в областях лазерной локации и оптико-электронных изображающих систем, а также для студентов технических университетов, обучающихся по направлению «Оптотехника».

УДК 621.375 ББК 32.85 © Карасик В.Е., Орлов В.М., 2013 © Оформление. Издательство ISBN 978-5-7038-3667-5 МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2013 Предисловие

ПРЕДИСЛОВИЕ

Локационные лазерные системы видения (ЛСВ) относятся к классу активных изображающих оптико-электронных систем и предназначены для дистанционного наблюдения объектов в условиях недостаточной естественной освещенности. За счет подсвета объекта лазерным излучением они могут работать как в атмосфере в ночное время, так и в море на достаточно больших глубинах, куда не доходит солнечное излучение.

В общем случае функциональные возможности ЛСВ позволяют не только формировать изображения наблюдаемых объектов требуемого качества, но и осуществлять высокоточное определение их координат. Именно поэтому они рассматриваются авторами как локационные лазерные системы, причем обнаружение и селекция объектов выполняются как автоматически (что особенно важно при наблюдении точечных световозвращающих объектов), так и человеком-оператором.

Монография написана по результатам исследований, проведенных на кафедре «Лазерные и оптико-электронные системы»

МГТУ им. Н.Э.Баумана, бльшая часть которых изложена в книге «Лазерные системы видения», изданной в 2001 г.

В настоящее издание включены новые главы и параграфы:

локационные лазерные системы видения для обнаружения световозвращающих объектов;

ЛСВ для наблюдения подводных объектов через взволнованную поверхность моря;

инструментальное видение в сильно рассеивающих биологических средах, обладающих малым удельным поглощением и анизотропией рассеяния.

Современный подход к анализу систем видения основан на использовании методов теории переноса изображения, которая, в свою очередь, базируется на теории переноса оптического излучения и теории линейных систем. Теория переноса оптического излучения позволяет с единых позиций рассмотреть процесс переноса излучения от наблюдаемых объектов до плоскости регистрации изображеПредисловие ния. Теория линейных систем дает возможность выделить рассеивающую и случайно-неоднородную среды в виде отдельного звена всей системы передачи изображения и определить их передаточные характеристики, которые влияют на качество формируемого изображения. Однако эта возможность реализуется только при выполнении в рассеивающей среде определенных условий, анализ которых особенно принципиален для активных систем видения. Действительно, при исследовании изображающих систем с искусственной подсветкой, функционирующих в рассеивающих средах, возникают сложности, связанные с корректностью или принципиальной возможностью использования аппарата линейных инвариантных систем. Тем не менее в рамках определенных допущений указанный подход, основанный на синтезе теории переноса оптического излучения и теории линейных систем, позволил последовательно и с единых позиций рассмотреть передаточные характеристики всех звеньев ЛСВ, включая зрительный анализатор, и оценить качество формируемого изображения.

В главе 1 приведены общие сведения о локационных лазерных системах видения. Рассмотрены основные технические характеристики и обобщенная структурная схема ЛСВ. Даны классификация основных типов ЛСВ и анализ состояния элементной базы для их технической реализации.

В главе 2 ЛСВ рассмотрена как линейная изображающая оптико-электронная система. Проанализированы передаточные функции и в первую очередь модуляционные передаточные функции (МПФ) всех звеньев ЛСВ с импульсным подсветом за исключением канала распространения, который является предметом исследования последующих глав. Приведенные расчетные соотношения позволяют определить результирующую системную МПФ.

В главах 3, 4 рассмотрены основы теории переноса оптического излучения в рассеивающих и случайно-неоднородных средах.

Приведены основные сведения из теории фотометрии и теории когерентности. С использованием оптической теоремы взаимности выведены уравнения переноса изображения в рассеивающей и случайно-неоднородной средах, связывающие мощность сигнала, образующего изображение, с распределением коэффициента отражения на поверхности наблюдаемого объекта.

Глава 5 содержит сведения об оптических характеристиках атмосферы и морской среды.

Предисловие Главы 6, 7 посвящены получению из уравнения переноса изображения в рассеивающей среде основных характеристик, определяющих качество изображения: модуляционной передаточной функции (глава 6) и коэффициента передачи энергии «излучатель — объект — приемник» (глава 7).

Глава 8 посвящена разработке методики расчета важнейшей характеристики ЛСВ — предельной дальности видения. В методике используется понятие минимального разрешаемого контраста (МРК) и учитываются особенности восприятия изображений зрительным анализатором. Оценка воспринимаемого отношения сигнал/шум приведена с привлечением модели трехмерного шума многоэлементных фотоприемных устройств, что существенно упрощает определение среднеквадратического значения шума.

Глава 9 содержит три примера расчета выходных характеристик конкретных ЛСВ, применяемых для работы в атмосфере, под водой и через взволнованную границу раздела «воздух — вода», и предназначена для практического освоения изучаемого материала.

Иллюстрации получаемых возможных решений в каждом примере способствуют усвоению расчетных методик.

В главе 10 приведены примеры практической реализации конкретных типов ЛСВ. Анализ обнаружительных характеристик, полученных при их натурных испытаниях, используется для оценки расчетных соотношений, предложенных в предшествующих главах.

В главе 11 рассмотрен новый класс активных изображающих систем — ЛСВ для обнаружения световозвращающих устройств (ЛСВ СВ), дан анализ различных типов световозвращателей (СВ) и исследована их отражательная способность. Разработаны методики расчета обнаружительных характеристик и дальности видения таких систем, приведены сведения о некоторых экспериментальных образцах ЛСВ СВ, созданных в МГТУ им. Н.Э. Баумана при участии авторов.

В главе 12 проанализированы ЛСВ, применяемые в сильно рассеивающих биологических средах и обладающие малым удельным поглощением и сильно выраженной анизотропией рассеяния.

Использование таких ЛСВ особенно перспективно в интроскопии и в медицине, в частности для получения изображений внутренних стенок кровеносных сосудов.

При подготовке книги использованы результаты теоретических и экспериментальных исследований в области передачи оптичеПредисловие ских сигналов и формирования изображений в рассеивающих средах [1—3], а также методики анализа линейных оптикоэлектронных систем [4 — 6]. Книга предназначена для изучения основных принципов и технических путей построения ЛСВ и является, по существу, общим введением в предмет. Ее содержание соответствует уровню знаний студентов технических университетов, обучающихся по направлению «Оптотехника».

В подготовке издания принимали участие сотрудники кафедры «Лазерные и оптико-электронные системы». Авторы выражают глубокую признательность коллегам за оказанную помощь.

–  –  –

СПИСОК ОСНОВНЫХ СОКРАЩЕНИЙ

АФЗ — аберрационная функция зрачка ИЛПИ — импульсный лазерный полупроводниковый излучатель КПК — коэффициент передачи контраста КПМ — коэффициент передачи модуляции КПФ — контрастная передаточная функция ЛПУ — лазерное передающее устройство ЛСВ — лазерная система видения ЛСВ СВ — лазерная система видения для обнаружения световозвращателей МДВ — метеорологическая дальность видимости МКИ — модуляционный контраст изображения МКО — модуляционный контраст объекта МКП — микроканальная пластина МЛПИ — многоэлементный лазерный полупроводниковый излучатель МОД — метеорологическая оптическая дальность МПИ — матричный приемник излучения МПФ — модуляционная передаточная функция МРК — минимальный разрешаемый контраст ОПУ — оптическое приемное устройство ОПФ — оптическая передаточная функция ОСФИ — оптическая система формирования излучения — оптико-электронная система ОЭС ПВО — полное внутреннее отражение ПЗС — прибор с зарядовой связью ПОР — помеха обратного рассеяния ПСВ — показатель световозвращения ПФ — передаточная функция ПЧС — пространственно-частотный спектр СВ — световозвращатель СВХ — световозвращательная характеристика СФМ — синхронная фазовая манипуляция ТМИ — точечный мононаправленный источник Список основных сокращений ТСВ — тетраэдрический световозвращатель УПИ — уравнение переноса излучения ФКЧ — функция контрастной чувствительности ФПЗС — фоточувствительный прибор с зарядовой связью ФПК — функция передачи контраста ФПМ — функция передачи модуляции ФПУ — фотоприемное устройство ФР — функция рассеяния ФЧХ — фазочастотная характеристика ФЭУ — фотоэлектронный умножитель ЭОП — электронно-оптический преобразователь ЭЛТ — электронно-лучевая трубка

–  –  –

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

О ЛОКАЦИОННЫХ ЛАЗЕРНЫХ СИСТЕМАХ ВИДЕНИЯ

К концу 80-х годов XX века лазерная локация сформировалась в самостоятельное научно-техническое направление. Стремительное развитие квантовой электроники позволило не только создать уникальные по своим характеристикам локационные лазерные системы, но и эффективно их использовать в различных областях техники и народного хозяйства.

Использование лазеров для локации значительно повышает точность определения дальности и угловых координат объектов по сравнению с локационными системами радиодиапазона. Эти преимущества, обусловленные различием длин волн излучения оптического и радиодиапазонов, присущи также и системам лазерной локации, которые предназначены для получения некоординатной информации.

Такие локационные лазерные изображающие системы, или локационные ЛСВ, предназначены главным образом для получения качественного изображения удаленного объекта в условиях недостаточной естественной освещенности, например, ночью или под водой.

В этой главе приводятся общие сведения о видении в рассеивающих средах, рассматривается обобщенная структурная схема ЛСВ и анализируются различные варианты построения активных систем видения при использовании сканирования по элементам объекта или его изображения.

1.1. Видение в рассеивающих средах

Под видением в широком смысле понимают восприятие наблюдателем удаленных объектов. Если речь идет о возможности непосредственного зрительного восприятия объектов, то используют понятие «видимость». Например, видимость в атмосфере — это возможность различать с помощью зрения удаленные объекты, отделенные от наблюдателя слоем воздуха той или иной степени Глава 2

ЛОКАЦИОННАЯ ЛАЗЕРНАЯ СИСТЕМА ВИДЕНИЯ КАК ИЗОБРАЖАЮЩАЯ СИСТЕМА

Одним из направлений современной биомедицинской оптики является разработка методов и средств инструментального видения внутренней структуры мягких биотканей в так называемом «терапевтическом окне прозрачности» 0,6…1,3 мкм. Глубина проникновения излучения красного и ближнего ИК-диапазонов в биоткань существенно превышает глубину проникновения излучения с более короткими и более длинными волнами. Благодаря наличию «окна» появляется возможность глубинного оптического зондирования биологических объектов с целью визуализации их внутренней структуры.

С точки зрения оптики рассеивающих сред мягкие биоткани (кожа, мозг, печень, склера и другие, включая кровь) представляют собой сильно рассеивающие среды, как правило, с малым удельным поглощением и сильно выраженной анизотропией рассеяния. Например, в «окне» характерные диапазоны изменения оптических параметров следующие: показатель рассеяния — примерно 10…100 мм–1, показатель поглощения — 0,001…1 мм–1, средний косинус индикатрисы рассеяния — 0,8…0,95.

В случае распространения оптического излучения в мягких биотканях ввиду сильного рассеяния при слабом поглощении быстро нарастает вклад в сигнал диффузной составляющей. Положительным следствием малости показателя поглощения является то, что диффузно рассеянный свет проникает на большие расстояния, благодаря чему появляется возможность для «дальнего»

наблюдения, хотя и с невысоким разрешением. Предсказание предельной информационной дальности оптического зондирования биоткани является важной задачей биомедицинской оптики и должно основываться на адекватных моделях, учитывающих одновременно эффекты малоуглового и диффузионного рассеяния.

Локационные ЛСВ относятся к широкому классу изображающих систем, т. е. их основным назначением является получение качественного изображения объекта в процессе обзора заданной Глава 3

ПЕРЕНОС ИЗОБРАЖЕНИЯ В РАССЕИВАЮЩЕЙ СРЕДЕ

Реальные среды — атмосфера, море — это среды, в которых всегда присутствуют дискретные рассеиватели (аэрозоли — в атмосфере, взвеси — в морской воде), а показатель преломления испытывает случайные и непрерывные изменения в пространстве и во времени.

Решение задачи переноса изображения в случайно-неоднородной среде с дискретными рассеивателями является довольно сложной теоретической проблемой, ее общее решение до сих пор не известно.

Поэтому на практике применяют подход, при котором перенос оптического изображения в рассеивающей (дисперсной) и случайнонеоднородной (турбулентной) средах исследуют независимо, а МПФ среды распространения излучения описывают произведением МПФ рассеивающей и турбулентной сред. Основанием для такого подхода служит то обстоятельство, что фильтрующие свойства турбулентной и рассеивающей сред сказываются в существенно различных областях пространственных частот [24]. Что касается влияния турбулентности среды на энергетические характеристики сигнала, то этим эффектом для локационных ЛСВ, имеющих узкие диаграммы направленности приемопередающих каналов, можно пренебречь.

Применительно к системам видения с активным подсветом перенос оптического изображения в рассеивающей среде сопровождается ухудшением его качества из-за эффектов многократного рассеяния излучения подсвета на трассе «источник — объект наблюдения — приемник». Это проявляется в ослаблении мощности сигнала, снижении контраста изображения, искажении его пространственной структуры, что в конечном итоге приводит к ограничению дальности видения.

Количественное описание этих эффектов является главной задачей теории видения в рассеивающих средах. Основу этой теории составляет уравнение переноса изображения, связывающее мощность регистрируемого фотоприемным устройством сигнала, формирующего изображение, с распределением коэффициента отражения на Глава 4

ПЕРЕНОС ИЗОБРАЖЕНИЯ В СЛУЧАЙНО-НЕОДНОРОДНОЙ СРЕДЕ

При рассмотрении вопросов переноса изображения в атмосфере и море приходится учитывать амплитудно-фазовые флуктуации оптических волн, возникающие вследствие случайного пространственно-временного распределения показателя преломления. Искажения волнового фронта, обусловленные турбулентными флуктуациями показателя преломления, приводят к ухудшению качества изображения, в результате чего наблюдение малых деталей объекта оказывается невозможным. Среды, оптические характеристики которых случайно изменяются в пространстве и во времени, называются случайно-неоднородными.

Для описания распространения оптических волн в них используют статистический подход.

Задача о переносе изображения в случайно-неоднородной среде, так же как и в рассеивающей среде, заключается в установлении связи между световым сигналом, образующим изображение, и распределением коэффициента отражения на поверхности наблюдаемого объекта. Выполнение теоремы взаимности применительно к турбулентной атмосфере [31] позволяет свести локационную задачу к нахождению характеристик светового поля, создаваемого реальным и «фиктивным» источниками на прямых трассах.

В настоящей главе рассматриваются характеристики поля оптической волны, связь функции когерентности второго порядка с яркостью, описываются модели источника и приемного устройства, приводятся статистические характеристики поля показателя преломления в атмосфере, излагается метод Гюйгенса — Френеля, обобщенный на случайно-неоднородные среды, формулируется теорема взаимности и на ее основе с использованием метода Гюйгенса — Френеля выводится уравнение переноса изображения в случайно-неоднородной среде.

Глава 5

ОПТИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ СЛОЯ СРЕДЫ РАСПРОСТРАНЕНИЯ ИЗЛУЧЕНИЯ

Основой лазерного видения в атмосфере и воде является теория переноса изображения в рассеивающих средах, в расчетные формулы которой входят первичные оптические характеристики среды распространения излучения: показатели поглощения, рассеяния и ослабления, параметры индикатрисы рассеяния. Следовательно, для расчета характеристик изображения и предельной дальности видимости наблюдаемых объектов необходимо знать оптические характеристики атмосферы и морской среды в районе использования лазерной системы видения.

5.1. Оптические характеристики слоя атмосферы Атмосфера Земли представляет собой среду, состоящую из смеси газов и находящихся в воздухе во взвешенном состоянии твердых и жидких частиц (аэрозолей). Общее ослабление лазерного излучения в атмосфере обусловлено молекулярным и аэрозольным поглощением и рассеянием.

Молекулярное поглощение вызвано наличием в атмосфере различных газов. Наиболее сильно излучение поглощается парами воды, углекислым газом и озоном. Молекулярное поглощение имеет ярко выраженный селективный характер и проявляется в виде полос поглощения, разделенных окнами пропускания, где поглощение либо вообще отсутствует, либо является весьма малым. Такие участки спектра называют «окнами прозрачности» атмосферы. Наибольшее значение для лазерной локации имеют «окна прозрачности» в следующих диапазонах, мкм: 0,40…0,75; 0,95…1,06; 1,2…1,3; 1,5…1,8;

2,1…2,4; 3,3…4,0; 8,0…9,3; 10,0…12,5 [39].

Молекулярное (рэлеевское) рассеяние обусловлено флуктуациями плотности атмосферы, а также рассеянием на малых частицах, размер которых существенно меньше длины волны падающего Глава 6

МОДУЛЯЦИОННАЯ ПЕРЕДАТОЧНАЯ ФУНКЦИЯ СЛОЯ СРЕДЫ РАСПРОСТРАНЕНИЯ ИЗЛУЧЕНИЯ

Перенос оптического изображения в рассеивающей среде (атмосфере, море) при естественном (солнечном) освещении, как известно, сопровождается ухудшением его качества. Действительно, согласно пространственно-частотным представлениям, основанным на математическом аппарате преобразований Фурье, пространственное распределение яркости любого объекта всегда можно представить в виде некоторого набора (спектра) пространственных частот, каждая составляющая которого имеет определенные амплитуду и фазу.

Слой рассеивающей среды пропускает каждую из этих составляющих с некоторым коэффициентом передачи, зависящим от пространственной частоты. В результате первоначальный пространственночастотный спектр объекта искажается.

Степень искажений, вносимых рассеивающей средой в фурьеспектр объекта, можно описать с помощью МПФ среды Тср(х, у), которая представляет собой отношение истинного контраста к наблюдаемому контрасту. Под наблюдаемым контрастом понимают контраст в плоскости входного зрачка приемной оптической системы в виде функции пространственных частот. Зная степень снижения контраста тест-объекта с пространственным периодом l = 1/, где — пространственная частота, можно оценить качество видения деталей объекта, линейные размеры которых имеют порядок l. При этом результирующая МПФ пассивной системы видения может быть представлена в виде произведения МПФ среды и МПФ изображающей системы (см. главу 2).

6.1. Наблюдаемый контраст в изображении объекта

–  –  –

ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ СООТНОШЕНИЯ

ПРИ ЛАЗЕРНОМ ВИДЕНИИ В РАССЕИВАЮЩИХ СРЕДАХ

Энергетические соотношения найдем для трех вариантов системы видения:

ЛСВ находится в атмосфере;

ЛСВ находится под водой;

ЛСВ находится над поверхностью моря, и наблюдение ведется через границу раздела «воздух — вода».

Указанные режимы работы отличаются степенью влияния среды на энергетические характеристики отраженного от объекта сигнала.

Если в условиях прозрачной атмосферы энергетическое ослабление сигнала учитывается множителем Бугера, входящим в уравнение локации, то в случае морской среды, когда заметную роль играет многократное рассеяние света, закон Бугера уже неприменим, и характер затухания отраженного сигнала сильно зависит от вклада в сигнал многократно рассеянного средой излучения, уровень которого с увеличением расстояния до объекта возрастает.

При работе ЛСВ через взволнованную границу раздела «воздух — вода» большое влияние на энергетические характеристики сигнального и фонового излучений оказывают флуктуации освещенности, вызванные случайным характером преломления излучения на взволнованной границе раздела «воздух — вода», особенно на малых глубинах и в прозрачной воде.

–  –  –

Рассмотрим ЛСВ третьего типа, когда источник освещает широкое поле зрения, а отраженное объектом излучение регистрируется многоэлементным приемником (рис. 7.1). Пусть источник с Глава 8

МИНИМАЛЬНЫЙ РАЗРЕШАЕМЫЙ КОНТРАСТ

И ПРЕДЕЛЬНАЯ ДАЛЬНОСТЬ ВИДЕНИЯ

Для эффективной работы ЛСВ большое значение имеет качество воспринимаемого изображения, которое зависит как от размера сканирующего элемента, т. е. от пространственной разрешающей способности системы, так и от минимального обнаруживаемого уровня мощности излучения, регистрируемого соседними элементами изображения, т. е. от энергетической разрешающей способности системы (контраста).

Предельная дальность видения освещаемого лазерным пучком объекта зависит от того, какой минимальный контраст может обнаружить фотоприемное устройство ЛСВ. С увеличением контрастной чувствительности системы видения и ее пространственной разрешающей способности повышается качество формируемого изображения, более точно происходит воспроизведение пространственной информации об объекте наблюдения, т. е. его распознавание.

При анализе активной изображающей системы детерминированная модель процесса видения для реального изображения дополняется источниками помех. В этом случае качество изображения характеризуется способностью ЛСВ воспроизводить пороговые уровни контраста, причем на первой стадии видения фиксируется лишь наличие в области обзора объекта без различения его формы и деталей. На второй стадии видения система воспроизводит не только форму объекта, но и его мелкие детали, которые представляются высокими пространственными частотами.

8.1. Минимальный разрешаемый контраст Основным назначением любой активной изображающей системы, в том числе и ЛСВ, является обнаружение и распознавание объектов на предельных дальностях, когда уровень полезного сигГлава 9

МЕТОДИКА РАСЧЕТА

ПРЕДЕЛЬНОЙ ДАЛЬНОСТИ ВИДЕНИЯ

ПРИ ИСПОЛЬЗОВАНИИ ЛАЗЕРНОЙ СИСТЕМЫ ВИДЕНИЯ

С ИМПУЛЬСНЫМ ПОДСВЕТОМ

В настоящей главе рассматривается методика расчета предельной дальности видения при использовании ЛСВ с импульсным подсветом для различных условий видения. Основное внимание уделяется тому, чтобы методика была достаточно универсальным инструментом анализа характеристик ЛСВ, функционирующих в различных рассеивающих средах: в атмосфере, под водой и через взволнованную границу раздела «воздух — вода».

В соответствии с разработанной методикой приводятся четыре варианта расчета, выполненных по единому алгоритму.

9.1. Расчет предельной дальности видения при работе ЛСВ в приземном слое атмосферы

–  –  –

Определить предельную дальность обнаружения и распознавания объекта — транспортного средства на фоне однородной подстилающей поверхности — с помощью ЛСВ с импульсным подсветом излучением с длиной волны = 1,06 мкм при заданных условиях наблюдения и параметрах системы (рис. 9.1). Оценить эффективность стробирования приемного канала по дальности при работе ЛСВ в рассеивающей атмосфере.

1. Условия наблюдения

1.1. Вероятность обнаружения объекта по его изображению на экране ТВ-монитора Робн = 0,9.

1.2. Вероятность распознавания объекта Ррасп = 0,8.

Глава 10

ПРИМЕРЫ ПРАКТИЧЕСКОЙ РЕАЛИЗАЦИИ ЛАЗЕРНЫХ СИСТЕМ ВИДЕНИЯ

К настоящему времени во всем мире, по-видимому, еще не начат этап промышленного освоения ЛСВ как, например, лазерных дальномеров или приборов ночного видения с подсветом. Сведения об экспериментальных разработках и созданных единичных образцах носят разрозненный характер, часто в виде рекламных сообщений.

Приводимые характеристики ЛСВ иногда противоречивы и с трудом поддаются сравнительному анализу с целью их систематизации, а также оценки уровня эффективности и достигнутых технических показателей.

Поэтому в качестве примеров практической реализации ЛСВ представляется целесообразным рассмотреть активные системы видения, созданные в МГТУ им. Н.Э. Баумана при участии авторов в течение 1993—2009 гг. Так как в основу проектирования этих систем положены расчетные методики и технические пути построения, изложенные в предшествующих главах настоящей книги, то появляется возможность достоверной оценки разработанных теоретических положений и расчетных соотношений.

Все рассматриваемые ниже образцы ЛСВ построены по схеме «широкий — узкий», т. е. содержат лазерный канал подсвета, который функционирует в импульсном режиме, обеспечивая одномоментную засветку всего заданного поля обзора, и приемный узкопольный канал с фотоэлектронным сканированием (ЛСВ третьего типа).

10.1. Двухчастотная ЛСВ с импульсным подсветом Двухчастотная ЛСВ с импульсным подсветом (ЛСВ-4) осуществляет подсвет объектов лазерным излучением в видимом и ближнем ИК-диапазонах спектра и предназначена для наблюдения объектов в условиях низкой естественной освещенности или ночью на дальноГлава 11

ЛОКАЦИОННЫЕ ЛАЗЕРНЫЕ СИСТЕМЫ ВИДЕНИЯ

ДЛЯ ОБНАРУЖЕНИЯ СВЕТОВОЗВРАЩАТЕЛЕЙ

К отдельному классу ЛСВ следует отнести локационные лазерные изображающие системы, предназначенные для обнаружения световозвращающих оптических объектов. В качестве таких объектов — световозвращателей (СВ) — могут рассматриваться уголковые отражатели (триппель-призмы), автомобильные и дорожные катафоты, пленочные световозвращающие покрытия на основе микростеклосфер, а также большая группа оптических и оптико-электронных наблюдательных и изображающих приборов (видеокамеры, приборы ночного видения, бинокли, снайперские прицелы и др.).

Основная задача активных систем видения этого класса — обнаружение СВ с использованием эффекта световозвращения, возникающего при подсвете СВ узконаправленным лазерным излучением. В результате в поле зрения ТВ-видеоискателя формируется изображение блика (светящаяся точка), создаваемое ретроотраженным излучением на фоне подстилающей поверхности. Лазерные системы видения для обнаружения световозвращателей (ЛСВ СВ) космического, атмосферного и подводного базирования используются в лазерной локации, лазерной дальнометрии, в геодезических устройствах и навигационных комплексах, в системах обеспечения безопасности дорожного движения.

11.1. Особенности функциональной схемы ЛСВ СВ Рассмотрим обобщенную функциональную схему ЛСВ СВ (рис. 11.1). Как и любая ЛСВ она содержит приемный и передающий каналы, цифровой электронный блок управления и обработки, ______________

Глава написана авторами совместно с кандидатами технических наук, доцентами Н.В. Барышниковым, В.Б. Бокшанским, М.В. Вязовых, И.В. Животовским, Е.Е. Мухиной.

Глава 12

ЛАЗЕРНЫЕ СИСТЕМЫ ВИДЕНИЯ

В СИЛЬНО РАССЕИВАЮЩИХ БИОЛОГИЧЕСКИХ СРЕДАХ

Одним из направлений современной биомедицинской оптики является разработка методов и средств инструментального видения внутренней структуры мягких биотканей в так называемом «терапевтическом окне прозрачности» 0,6…1,3 мкм. Глубина проникновения излучения красного и ближнего ИК-диапазонов в биоткань существенно превышает глубину проникновения излучения с более короткими и более длинными волнами. Благодаря наличию «окна» появляется возможность глубинного оптического зондирования биологических объектов с целью визуализации их внутренней структуры.

При распространении оптического излучения в мягких биотканях из-за сильного рассеяния при слабом поглощении быстро нарастает вклад в сигнал диффузной составляющей. Положительным следствием малости показателя поглощения является то, что диффузно рассеянный свет проникает на большие расстояния, благодаря чему появляется возможность для «дальнего» наблюдения, хотя и с невысоким разрешением. Предсказание предельной информационной дальности оптического зондирования биоткани является важной задачей биомедицинской оптики и должно основываться на адекватных моделях, учитывающих одновременно эффекты малоуглового и диффузионного рассеяния.

12.1. Оптические характеристики биологической среды (цельной крови) С точки зрения оптики рассеивающих сред мягкие биоткани (кожа, мозг, печень, склера и другие, включая кровь) представляют собой сильно рассеивающие среды, как правило, с малым удельГлава написана авторами совместно с научным сотрудником кафедры Е.М. Ивановой.

ЛИТЕРАТУРА

1. Валентюк А.Н., Предко К.Г. Оптическое изображение при дистанционном наблюдении. Минск: Наука и техника, 1991. 359 с.

2. Зеге Э.П., Иванов А.П., Кацев И.Л. Перенос изображения в рассеивающей среде. Минск: Наука и техника, 1985. 327 с.

3. Holst Ger. CCD Arrays, Cameras, and Displays. JCD Publishing and SPIE Optical Engineering Press. Bellingham, WA, 1996. 332 P.

4. Гудмен Дж. Введение в Фурье-оптику / Пер. с англ. под ред. Г.И. Косоурова. М.: Мир, 1970. 364 с.

5. Ллойд Дж. Системы тепловидения / Пер. с англ. под ред. А.И. Горячева. М.: Мир, 1978. 465 с.

6. Оптика океана: В 2 т. Т. 2. Прикладная оптика океана / Под ред.

А.С. Монина. М.: Наука, 1983. 240 с.

7. Ковалев В.А. Видимость в атмосфере и ее определение. Л.: Гидрометеоиздат, 1988. 165 с.

8. Грегори Р. Л. Глаз и мозг. М.: Прогресс, 1979. 269 с.

9. Мак-Картни Э. Оптика атмосферы / Пер. с англ. под ред. К.С. Шифрина. М.: Мир, 1979. 421 с.

10. Оптические параметры атмосферного аэрозоля / Г.В. Розенберг, Г.И. Горчаков, Ю.С. Георгиевский и др. // Физика атмосферы и проблемы климата. М.: Наука, 1980. С. 216—257.

11. Долин Л.С., Левин И.М. Справочник по теории подводного видения. Л.: Гидрометеоиздат, 1991. 229 с.

12. Viollier M., Tanre D., Deschamps P.Y. An algorithm for remote sensing of water color from space // Boundary-Layer Meteorology. 1980. V. 18.

N 3. Р. 247—267.

13. Лазерная локация / И.Н. Матвеев, В.В. Протопопов, И.Н. Троицкий и др.; Под ред. Н.Д. Устинова. М.: Машиностроение, 1984. 272 с.

14. Грязин Г.Н. Оптико-электронные системы для обзора пространства. Л.: Машиностроение, 1988. 224 с.

15. Ахманов С.А., Никитин С.Ю. Физическая оптика: Учебник.

2-е изд. М.: Изд-во МГУ, 2004. 656 с.

16. Пахомов И.И., Рожков О.В., Рождествин В.Н. Оптикоэлектронные квантовые приборы. М.: Радио и связь, 1982. 456 с.

17. Мосягин Г.М., Немтинов В.Б., Лебедев Е.Н. Теория оптикоэлектронных систем. М.: Машиностроение, 1990. 432 с.

18. Holst Ger. Electro-Optical Imaging System Performance JCD Publishing and SPIE Optical Engineering Press. Bellingham, WA, 1995. 468 р.

Литература

19. Мирошников М.М. Теоретические основы оптико-электронных приборов: Учеб. пособие. 3-е изд., испр. и доп. СПб.: Лань, 2010. 704 с.

20. Чернов. Л.А. Волны в случайно-неоднородных средах. М.: Наука, 1977. 169 с.

21. Гуревич С.Б. Эффективность и чувствительность телевизионных систем. Л.: Энергия, 1964. 344 с.

22. Климков Ю.М. Прикладная лазерная оптика. М.: Машиностроение, 1985. 248 с.

23. Kopeika N.S. A system engineering approach to imaging. SPIE Optical Engineering Press. Bellingham, WA, 1998. 679 р.

24. Зуев В.Е., Кабанов М.В. Перенос оптических сигналов в земной атмосфере (в условиях помех). М.: Сов. радио, 1977. 368 с.

25. Волосов Д.С., Цивкин М.В. Теория и расчет светооптических систем. М.: Искусство, 1960. 526 с.

26. Апресян Л.А., Кравцов Ю.А. Теория переноса излучения. М.:

Наука, 1983. 216 с.

27. Исимару А. Распространение и рассеяние волн в случайнонеоднородных средах: В 2 т. / Пер. с англ. Л.А. Апресяна, А.Г. Виноградова, З.И. Фейзулина. М.: Мир, 1981. Т. 1. 280 с.

28. Кейз К., Цвайфель П. Линейная теория переноса / Пер. с англ.

М.Г. Кузьминой; под ред. М.В. Масленникова. М.: Мир, 1972. 384 с.

29. Некоторые вопросы теории переноса изображения в рассеивающей среде / Д.М. Браво-Животовский, Л.С. Долин, И.М. Левин и др. // Вопросы радиоэлектроники. Серия «Техника телевидения». 1972. Вып. 3. С. 35—46.

30. Ермаков Б.В., Ильинский Ю.А. О характеристиках направленного приемника света в рассеивающей среде // Известия вузов. Радиофизика.

1968. Т. 11. № 4. С. 624, 625.

31. Shapiro J.H. Reciprocity of the turbulent atmosphere // J. Opt. Soc.

Am. 1971. V. 6. N 4. P. 492—495.

32. Рытов С.М., Кравцов Ю.А., Татарский В.И. Введение в статистическую радиофизику. Случайные поля. М.: Наука, 1978. 463 с.

33. Сигналы и помехи в лазерной локации / В.М. Орлов, И.В. Самохвалов, Г.М. Креков и др.; Под. В.А. Зуева. М.: Радио и связь, 1985. 264 с.

34. Лазерное излучение в турбулентной атмосфере / А.С. Гурвич, А.И. Кон, В.Л. Миронов и др.; Отв. ред. В.И. Татарский. М.: Наука, 1976.

277 с.

35. Банах В.А., Миронов В.Л. Локационное распространение лазерного излучения в турбулентной атмосфере. Новосибирск: Наука, 1986. 170 с.

36. Кляцкин В.И., Татарский В.И. Статистическая теория распространения света в турбулентной среде (обзор) // Известия вузов. Радиофизика.

1972. Т. 15. № 10. С. 1433—1455.

37. Кравцов Ю.А., Фейзулин З.И., Виноградов А.Г. Прохождение радиоволн через атмосферу Земли. М.: Радио и связь, 1983. 224 с.

38. Элементы теории светорассеяния и оптическая локация / В.М. Орлов, И.В. Самохвалов, Г.Г. Матвиенко и др.; Под. ред. В.М. Орлова. Новосибирск: Наука, 1982. 224 с.

Литература

39. Устинов Н.Д., Матвеев И.Н., Протопопов В.В. Методы обработки оптических полей в лазерной локации. М.: Наука, 1983. 272 с.

40. Смирнов В.А. Введение в оптическую радиоэлектронику. М.: Сов.

радио, 1973. 208 с.

41. Рапространение лазерного излучения в атмосфере Земли / Андреев Г.А., Бисярин В.П., Соколов А.П. и др. // Итоги науки и техники.

Сер. «Радиотехника». М.: ВИНИТИ, 1977. Т. 11. С. 5—148.

42. Бисярин В.П., Соколов А.П., Сухонин Е.В. Ослабление лазерного излучения в гидрометеорах. М.: Наука, 1977. 176 с.

43. Иванов А.П. Импульсное светолоцирование слоев в океане. Ч. 1.

Освещение -импульсом // Изв. PАН. Физика атмосферы и океана. 1996.

Т. 32. № 4. С. 505—513.

44. Орлов В.М., Самохвалов И.В., Белов М. Л. Дистанционный контроль верхнего слоя океана. Новосибирск: Наука, 1991. 149 с.

45. Yura H.T. Imaging in clear ocean water // Appl. Opt. 1973. V. 12. N 5.

Р. 1061—1066.

46. Долин Л.С., Савельев В.А. О характеристиках сигнала обратного рассеяния при импульсном облучении мутной среды направленным световым пучком // Изв. АН СССР. Физика атмосферы и океана. 1971. Т. 7.

№ 5. С. 505—510.

47. Соболев В.В. Рассеяние света в атмосфере планет. М.: Наука, 1972. 335 с.

48. Малашин М.С., Кашинский Р.П., Борисов Ю.Б. Основы проектирования лазерных локационных систем. М.: Высш. школа, 1983. 207 с.

49. Бабенко В.C. Оптика телевизионных устройств. М.: Радио и связь, 1982. 256 с.

50. Lyzenga D.R. Passive remote sensing techniques for mapping water depth and bottom features // Appl. Opt. 1978. V. 17. N 3. P. 379—383.

51. Креков Г.М., Крекова М.М., Шаманаев В.С. Численные оценки влияния атмосферы на формирование сигнала при зондировании морской воды // Оптика атмосферы и океана. 1992. Т. 5. № 11. С. 1208—1212.

52. Кононкова Г.Е., Кузнецов В.В. Основные статистические характеристики ветрового волнения в прибрежной зоне // Изв. АН СССР. Физика атмосферы и океана. 1975. Т. 11. № 12. С. 1309—1313.

53. Вебер В.Л. Численные модели пространственных корреляционных функций уклонов ветровых волн применительно к задачам оптики моря // Оптика атмосферы и океана. 1995. Т. 8. № 9. С. 1394—1401.

54. Бровкин А.Г., Козинцев В.И., Орлов В.М. Лидарный глубинный мониторинг морского шельфа через взволнованную поверхность // Биомедицинские технологии и радиоэлектроника. 2003. № 9. С. 57—63.

55. Красильников Н.Н. Теория передачи и восприятия изображений.

М.: Радио и связь, 1986. 248 с.

56. Роуз А. Зрение человека и электронное зрение. М.: Мир, 1977. 240 с.

57. Забелина И.А. Расчет видимости звезд и далеких огней. Л.: Машиностроение, 1978. 183 с.

Литература

58. Измерение спектрально-частотных и корреляционных параметров и характеристик лазерного излучения / Б.М. Аленцев, М.Я. Варшавский, А.А. Вещиков и др.; Под. ред. А.Ф. Котюка, Б.Н. Степанова. М.: Радио и связь, 1982. 272 с.

59. Долин Л.С., Лучинин А.Г., Турлаев Д.Г. Алгоритм восстановления изображений подводных объектов, искаженных поверхностным волнением. Изв. РАН. Физика атмосферы и океана. 2004. Т. 40. № 6. С. 856—864.

60. Вебер В.Л. О моделировании одномерной случайной поверхности:

препринт. Н. Новгород, 2002. 16 с. (Препринт / РАН, Институт прикладной физики).

61. Имитационное моделирование в задачах дистанционного зондирования / Г.М. Креков, В.М. Орлов, М.Л. Белов и др.; Отв. ред. В.А. Зуев.

Новосибирск: Наука, 1988. 165 с.

62. Мулламаа Ю.Г. Влияние взволнованной поверхности моря на видимость подводных объектов // Изв. АН СССР. Физика атмосферы и океана. 1975. Т. 11. № 2. С. 199—206.

63. Порфирьев Л.Ф. Основы теории преобразования сигналов в оптико-электронных системах. Л.: Машиностроение, 1989. 387 с.

64. Международный светотехнический словарь / Под ред. Д.Н. Лазарева. М.: Русский язык, 1979. 278 с.

65. Барышников Н.В., Карасик В.Е., Ширанков А.Ф. Анализ пространственно-частотных характеристик тетраэдрического световозвращателя // Известия вузов. Приборостроение. 1985. № 7. С. 67—70.

66. Коротаев В.В., Панков Э.Д. Поляризационные свойства уголковых отражателей // Оптико-механическая промышленность. 1981. № 1. С. 9—12.

67. Борн М., Вольф Э. Основы оптики / Пер. с англ. под ред. Г.П. Мотулевич. М.: Наука, 1970. 856 с.

68. Барышников Н.В., Бокшанский В.Б., Животовский И.В. Автоматизация измерений световозвращательных характеристик // Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. «Приборостроение». 2000. № 3 (40). С. 43—62.

69. Chang R.F., Currie D.G., Alley C.O. Far-Field diffraction pattern for corner reflectors with complex reflection coefficients // Journal of the Optical Society of America. 1971. V. 61. N. 4. P. 5—9.

70. Peck R.E. Polarization properties of corner reflectors and cavities.

Journal of the Optical Society of America.. 1962. V. 52. N. 3. P. 13—18.

71. Левшин В.Л. Пространственная фильтрация в оптических системах пеленгации. М.: Сов. радио, 1971. 199 c.

72. Солонина А.И., Улахович Д.А., Яковлев Л.А. Алгоритмы и процессоры цифровой обработки сигналов. СПб.: БХВ-Петербург, 2002. 464 с.

73. Курбатов Л.Н. Оптоэлектроника видимого и инфракрасного диапазонов спектра. М.: Изд-во МФТИ, 1999. 320 с.

74. Вязовых М.В., Карасик В.Е., Орлов В.М. Анализ активных систем видения в рассеивающих средах на основе аппарата функций Грина // Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. «Приборостроение». 2010. № 1. С. 5—12.

75. Заказнов Н.П., Кирюшин С.И., Кузичев В.И. Теория оптических систем. 3-е изд., испр. и доп. СПб.: Лань, 2008. 448 с.

Литература

76. Оптика океана: В 2 т. Т. 1. Физическая оптика океана / Под ред.

А.С. Монина. М.: Наука, 1983. 372 с.

77. Крылов А.И., Прокопенко В.Т., Тарлыков В.А. Основы лазерной техники. Л.: Машиностроение, 1990. 316 с.

78. Пахомов И.И., Цибуля А.Б. Расчет оптических систем лазерных приборов. М.: Радио и связь, 1986. 152 с.

79. Гейхман И.Л., Волков В.Г. Основы улучшения видимости в сложных условиях. М.: ООО «Недра-Бизнесцентр», 1999. 286 с.

80. Гонсалес Р., Вудс Р. Цифровая обработка изображений / Пер. с англ. под ред. А.П. Чочиа. М.: Техносфера, 2005. 1072 с.

81. Оптическая биомедицинская диагностика: В 2 т. / Пер. с англ.

под ред. В.В. Тучина. М.: ФИЗМАТЛИТ, 2007. Т. 1. 550 с.

82. Долин Л.С., Сергеева Е.А. Модель распределения облученности в слабо поглощающей мутной среде от направленного источника света // Известия вузов. Радиофизика. 2001. Т. 44. № 1. С. 931—938.

83. Hammer M., Yaroslavsky A.N., Schweitzer D. A scattering phase function for blood with physiological haematocrit // Phys. Med. Biol. 2001. V. 46.

P. 65—69.

84. Кацев И.Л., Прихач А.С., Казак Н.С. и др. Особенности распространения квазибездифракционных световых пучков в сильно рассеивающих средах с поглощением // Квантовая электроника. 2006. Вып. 36. № 4.

С. 357—362.

85. Sergueeva E.A., Dolin L.S., Shchegolkov Y.B. Detection and characterization of absorbing in homogeneities in bio tissues by double-position cw optical sensing technique with optimal saucer-receiver separation // Proc.

SPIE. 2000. V. 3911. P. 355—364.

86. Долин Л.С. Развитие теории переноса излучения в приложении к задачам инструментального видения в мутных средах // УФН. 2009.

Вып. 10. С. 553—560.

87. Долин Л.С. Теория оптической когерентной томографии // Извествия вузов. Радиофизика. 1998. Т. 41. № 10. С. 1258—1298.

88. Долин Л.С. О возможностях обнаружения поглощающего объекта в сильно рассеивающей среде методом непрерывной локации // Известия вузов. Радиофизика. 1997. Т. 40. № 10. С. 1191—1209.

89. Левин И.М., Евдошенко М.А. О зависимости контраста изображения при подводном наблюдении от взаимного расположения излучателя и приемника // Изв. АН СССР. Физика атмосферы и океана. Т. 22. № 3, 1986.

С. 326—329.

90. Долин Л.С., Савельев В.А. К теории размытия узкого пучка света в стратифицированной рассеивающей среде // Известия вузов. Радиофизика. 1979. Т. 22. № 4. С. 1310—1317.

91. Bremmer H. Random volume scattering // Radioscience. 1964. V. 68D.

N 2. P. 967—981.

92. Сергеева Е.А., Корытин А.И. Теоретические и экспериментальные исследования размытия фемтосекундного лазерного импульса в мутной среде // Известия вузов. Радиофизика. 2008. Т. 51. № 4. С. 301—314.

93. Вебер В.Л. О влиянии волнения на качество изображения подводного объекта, полученного при наблюдении через морскую поверхность // Оптика атмосферы и океана. 1992. Т. 5. № 8. С. 869—875.

ОГЛАВЛЕНИЕ Предисловие

Список основных сокращений

Глава 1. Общие сведения о локационных лазерных системах видения

1.1. Видение в рассеивающих средах

1.2. Назначение и технические характеристики локационных ЛСВ

1.3. Обобщенная структурная схема локационных ЛСВ

1.4. Классификация и основные схемы построения локационных ЛСВ

Глава 2. Локационная лазерная система видения как изображающая система

2.1. Линейная изображающая система

2.2. Модуляционная передаточная функция изображающей системы

2.3. Глубина модуляции и контраст

2.4. Контрастная передаточная функция изображающей системы

2.5. Модуляционная передаточная функция оптического канала

2.6. Модуляционная передаточная функция матричного фотоприемника

2.7. Модуляционная передаточная функция блока усилителя яркости

2.8. Анализ передаточной функции электронного тракта................. 71

2.9. Модуляционная передаточная функция видеомонитора............ 77

2.10. Модуляционная передаточная функция зрительного анализатора

Глава 3. Перенос изображения в рассеивающей среде

3.1. Характеристики поля излучения. Основные фотометрические величины

3.2. Модели лазерного источника и приемного устройства.............. 93

3.3. Распространение лазерного излучения в рассеивающей среде. Уравнение переноса изображения. Малоугловое приближение

3.4. Теорема взаимности. Уравнение переноса изображения в рассеивающей среде

Оглавление Глава 4. Перенос изображения в случайно-неоднородной среде

4.1. Характеристики поля излучения и теория когерентности......... 124

4.2. Модели лазерного источника и приемного устройства............. 130

4.3. Распространение лазерного излучения в турбулентной атмосфере. Волновое уравнение. Принцип Гюйгенса — Френеля

4.4. Теорема взаимности. Уравнение переноса изображения в слое случайно-неоднородной среды

Глава 5. Оптические характеристики слоя среды распространения излучения

5.1. Оптические характеристики слоя атмосферы

5.2. Оптические характеристики слоя морской среды

Глава 6. Модуляционная передаточная функция слоя среды распространения излучения

6.1. Наблюдаемый контраст в изображении объекта

6.2. Модуляционная передаточная функция слоя атмосферы........... 169

6.3. Модуляционная передаточная функция слоя морской среды

Глава 7. Энергетические соотношения при лазерном видении в рассеивающих средах

7.1. Энергетические параметры изображения и методы их расчета

7.2. Энергетические соотношения при лазерном видении в атмосфере

7.3. Энергетические соотношения при лазерном видении в море

7.4. Энергетические соотношения при лазерном видении через границу раздела «воздух — вода»

7.5. Особенности светоэнергетического расчета фотоприемного устройства ЛСВ с усилителем яркости

7.6. Энергетические характеристики при лазерном видении через взволнованную морскую поверхность

Глава 8. Минимальный разрешаемый контраст и предельная дальность видения

8.1. Минимальный разрешаемый контраст

8.2. Анализ шумов, влияющих на качество изображения ЛСВ.......... 219

8.3. Модель трехмерного шума

8.4. Оценка предельной дальности видения

Глава 9. Методика расчета предельной дальности видения при использовании лазерной системы видения с импульсным подсветом

9.1. Расчет предельной дальности видения при работе ЛСВ в приземном слое атмосферы

Оглавление

9.2. Расчет предельной дальности видения при работе ЛСВ под водой

9.3. Расчет дальности видения объекта при работе ЛСВ через границу раздела «воздух — вода»

9.4. Определение предельной дальности видения при наблюдении через взволнованную границу раздела «воздух — вода»

Глава 10. Примеры практической реализации лазерных систем видения

10.1. Двухчастотная ЛСВ с импульсным подсветом

10.2. ЛСВ с повышенной обнаружительной способностью.............. 290 Глава 11. Локационные лазерные системы видения для обнаружения световозвращателей

11.1. Особенности функциональной схемы ЛСВ СВ

11.2. Анализ эффекта световозвращения и основные отражательные характеристики СВ

11.3. Энергетические соотношения при лазерной локации СВ......... 340

11.4. Функциональные схемы ЛСВ СВ на основе полупроводниковых лазерных излучателей

11.5. Примеры практической реализации активных систем видения СВ

Глава 12. Лазерные системы видения в сильно рассеивающих биологических средах

12.1. Оптические характеристики биологической среды (цельной крови)

12.2. Приближения уравнения переноса излучения, используемые в теории видения в слабопоглощающей мутной среде.

Модуляционная передаточная функция биологической среды (цельной крови)

12.3. Математическое моделирование влияния эффектов многократного рассеяния на структуру изображения тест-объекта (зонной миры)

12.4. Примеры практической реализации ЛСВ в сильно рассеивающих средах

Приложения

Приложение 1

Приложение 2

Приложение 3

Литература



Похожие работы:

«Фил Экспозито Школа уличного боя Брюса Ли «Неоглори» Экспозито Ф. Школа уличного боя Брюса Ли / Ф. Экспозито — «Неоглори», 2006 В своем постижении боевых искусств Брюс Ли старался отыскать ту первозданную простоту и целостность, которая б...»

«Факультет среднего профессионального образования Приемные требования для поступающих СПЕЦИАЛЬНОСТЬ ТЕОРИЯ МУЗЫКИ Перечень вступительных испытаний: сольфеджио (письменно и устно) музыкальная грамота (письменно и устно) музыкальная литература (письменно и устно) фортепиано Сольфеджио Приемны...»

«К. Ю. Нефедов Коронация Птолемея I и возникновение эллинистической монархии огласно распространенному мнению, эллинистическая монархия, как новая форма государственности, возникла летом 306 г. до н. э., когда Антигон Одноглазый и его сын Деметрий Полиоркет, разбив Птолемея в битве при Сала...»

«СИСТЕМА КАЧЕСТВА ПРОГРАММА – МИНИМУМ КАНДИДАТСКОГО ЭКЗАМЕНА ПО с. 2 из 8 СПЕЦИАЛЬНОСТИ 22.00.04 « Социальная структура, социальные институты и процессы» (социологические науки) Настоящие вопросы кандидатского экзамена по специальности составлены в соответствии с программой кандидатского экзамена по специал...»

«АЛГОРИТМ ДЕПЕРСОНАЛИЗАЦИИ ПЕРСОНАЛЬНЫХ ДАННЫХ УДК 004.056 АЛГОРИТМ ДЕПЕРСОНАЛИЗАЦИИ ПЕРСОНАЛЬНЫХ ДАННЫХ А.С. Куракин Рассматривается проблема обеспечения безопасности информационных систем персональных данных на стадиях разработки и оптимизации. Для решения данной проблемы предлагается использо...»

«Вестник Томского государственного университета Философия. Социология. Политология. 2013. № 3 (23) УДК 316.6 Н.В. Смулькина ФАКТОРЫ, ВЛИЯЮЩИЕ НА ВОСПРИЯТИЕ КАНДИДАТОВ В ПРЕЗИДЕНТЫ В РОССИЙСКОЙ ИЗБИРАТЕЛЬНОЙ КАМПАНИИ Представлены результаты исследования образов кандидатов в Президе...»

«Энтони Бивор Высадка в Нормандии Издательский текст http://www.litres.ru/pages/biblio_book/?art=8708651 Высадка в Нормандии: КоЛибри, Азбука-Аттикус; М.; 2015 ISBN 978-5-389-09359-1 Аннотация Высадка в Нормандии...»

«Развитие мышления у детей с ЗПР.1. Формирование мыслительных операций «анализа» и «синтеза». Анализ – мысленное разложение целого на части и выделение его свойств. Синтез – мысленное объединение свойств в единое целое и установление взаимоотношений между ними.1. С раннего возраста детей можно обучать разбирать и собира...»

«01.02.2016 ШЕМОТ ИМЕНА Исход 1:1–6:1/Исайя 27:6-28:13; 29:22,23/Марка 1,2 Исход 1:1 Вот (ныне) имена сынов Израилевых, которые вошли в Египет, вошли каждый с домом своим с Иаковом. Исход 1:1 И вот имена...»

«НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИНСТИТУТ РАЗВИТИЯ СОВРЕМЕННОЙ ИДЕОЛОГИИ ПРИГРАНИЧНОЕ СОТРУДНИЧЕСТВО В РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Л.Н. Снежанова Москва 2009 г 566 666 Н А Ц И О Н А Л Ь Н Ы Й ИНСТИТУТ РАЗ В ИТИЯ С О В Р Е М Е Н Н О Й ИД ЕОЛОГИИ 5 666 566 66 566 6 56 666 56 665 6 6 665 66 6 566 66 5 66 6 566 665 66 656 6 665...»

«Приложение 1 Реабилитация инфраструктуры За отчетный период в регионах компактного проживания этнических меньшинств Министерством регионального развития и инфраструктуры Грузии были проведены следующие работы: Регион Квемо Картли 1. Рустави Из средств Фонда региональных проектов в му...»








 
2017 www.pdf.knigi-x.ru - «Бесплатная электронная библиотека - разные матриалы»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.