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美国一公司推出新型双波段微型摄像机【环球彩

发布时间:2019-11-20 21:55编辑:科技知识浏览(102)

    [英国《简氏防务工业》2008年2月1日刊报道] 古德里奇公司将为美国国防高级研究计划局开发下一代夜视传感器技术,以用于头盔安装和微型无人机上。合同为期三年,是DARPA成像微传感器项目的一部分,古德里奇公司将会开发铟镓砷夜视短波红外传感器,用于重量小于10g的640×512象素摄像机中,这种摄像机将安装到投掷式无人机上。此外,公司还会交付1280×1024象素头盔安装单目镜。

    [英国《飞行国际》2008年1月11日报道]根据美国国防预先研究计划局 为期3年的合同,古德里奇公司将研制640x512像素、重量不足10g 的摄像机用于手持发射型无人机。古德里奇公司的摄像机将采用铟镓砷化物夜视(InGaAs-NV)短波红外传感器,这种非冷却式InGaAs-NV SWIR传感器的工作波长处于可见光和热摄像机之间。古德里奇公司ISR系统部获得的合同属DARPA的微型传感器成像项目。DARPA的MISI 项目旨在研制工作在室温或极低功率冷却和温度稳定的红外传感器,即一种工作寿命符合军用标准、光学和电子装置符合无人机平台要求的传感器微型包。MISI的第一阶段计划演示验证成像传感器阵列同微型包综合的可行性,这种微型包要满足必要的体积和质量要求、性能要达到项目目标。

    随着军事研究的深入,安装在各种军用装备上的光电系统的数量有了突飞猛进的增长。光电成像系统现在可以装在从航空母舰到无人机、单兵步枪和头盔的各种平台上。这些光电系统不仅能够使使用者在微光或无光照条件下昼夜"观察"周边环境,而且可以获得目标的距离信息和瞄准激光制导武器。使用光电系统,可以在安全距离或位置对战场进行观察,同时还可以获得景物的关键信息,从而提高了士兵的安全性。许多新的光电系统将热摄像机作为主要成像部件。这种摄像机可以探测波长在3?m以上的辐射(3µm~5µm中波红外或8μm~12μm长波红外),使作战人员能够看到人、建筑物和车辆散发出的热量。传统上,光电系统采用可见光摄像机或像增强电荷耦合器件摄像机,可以观察到与人的视觉或夜视镜观察波长相近的波长的景物。尽管光电系统在军事领域得到了广泛的使用,但是当前装备的这些系统并不是在所有情况下都能够发挥作用。这必然需要引起设计人员的重视,考虑通过其他技术来扩展波长,从而提高光电成像系统的性能。热像仪的最大缺点是它无法观察到激光指示器和测距机。战场上最常用的3种激光器的波长分别为0.85μm、1.06?m和1.54μm(即所谓的人眼安全激光器)。要提及的是,这些波长由于采用的激光材料的不同会有些改变。1.54μm的激光器对于人眼是安全的,从而可以保护士兵不受反射光的伤害。除此之外,其在军事上还有许多其他的优点。因为通过像增强管不能看到它,因此它对敌人来说就是不可见的。目前,几乎所有的光电系统都假定激光器在光学系统中都得到了校准,并且激光斑打在目标上。激光斑对于目前光电系统中使用的热像仪来说都是不可见的。另外,光学校准很容易受到战场热量的影响。对远距离目标,失调准的可能性非常大。如果操作者能够使实际激光斑打指定的目标上,那么将大大降低附带损伤或误伤事故。目前,一种砷镓铟短波红外摄像机可以解决上述问题。该摄像机可以将光电系统的波长进一步扩展,包括了这些常用的激光波长。已经面世的摄像机的工作波段范围为0.9μm~1.7μm,最新型号则将探测波段从可见光扩展到近红外波段,即0.4μm~1.7μm。由美国传感器公司推出的这种新型双波段可见光/InGaAs微型摄像机可以更好地进行成像,并且可以很容易装入传统的光电成像系统中。采用可见光摄像机,将不再需要CMOS摄像机,而短波红外摄像机则可以弥补当前热成像系统的不足,可以对当前采用的激光指示器和激光测距机的反射光进行成像。如前所述,短波红外传感器可以把实际激光斑成像在指定的目标上,确保激光准直,从而大大减小误差容限。由于不需要特殊的光学元件,因此为现有的光电系统只增加一个短波红外摄像机相对来说比较容易。短波红外摄像机采用标准的玻璃光学元件,并可"共享"可见光摄像机镜头。这些摄像机小巧,与CMOS和CCD摄像机一样使用容易。它可以输出模拟视频信号,也可以输出符合摄像机链路和RS-422等数字标准的12或14比特数字信号。焦平面阵列是非制冷的,它可以在室温下工作,无需笨重而且容易抖动的斯特林循环制冷器或多级热电制冷器。另外,在野外,不需要进行非均匀性校正。这种摄像机没有任何移动部件,可以安装在那些尺寸和重量受到严格限制的平台上,如头盔、微型或超小型无人机、万向架或步枪。除了可以看到战场上的激光器外,在短波红外波段工作还有其他优点。短波红外波段的图像看起来与可见光的相似,使场景分析和判读非常容易。短波红外摄像机提供的图像可以以与可见光图像相似的方式显示路标、道路、建筑物和植被。 这种摄像机可以很容易地分辨出路灯和刹车灯,从而使得驾驶或飞行等复杂的操作变得比采用热成像容易得多。而且,物体在昼夜都是可见的,因为可以把阳光或星光作为光源。这种短波红外成像仪在黎明和黄昏时工作也非常好。而热像仪在这种时候则表现不佳,这是因为辐射率和制冷速率的改变会降低物体在场景中的对比度。将特定表面上的对比度降低到最低,特别设计的伪装图形可以欺骗人的眼睛。在短波红外波段,则很难见效,这是因为伪装物体的织物和涂料具有不同的反射率。

    短波红外技术可用人眼无法观察到的波长探测反射光,它工作的波段在可见光和热像仪工作波段之间,现有的夜视技术观察不到。古德里奇公司的系统采用了先进的材料和电路,无须冷取即可运行,而且体积小且重量轻。

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