激光助视微光夜视系统视距评估研究-光学工程专业论文.docx

摘 摘 要 作为开拓人眼视觉的夜视技术，自二十世纪三十年代出现以来，已经取得了迅猛 的发展和应用。目前的微光夜视系统靠夜天光照射景物，以被动的方式工作，自身的 隐蔽性好。但是受自然照度和大气透明度影响大，并且景物之间的反差小，图像平淡 而且层次不够分明，特别是在浓云和阴天情况下，景物的照度和对比度下降而影响观 察效果。为了取得好的观察效果，我们研制了激光助视／微光夜视系统，它既保留了 原有微光成像系统的优点，又可以利用激光助视，以弥补景物照度和对比度的不足， 将微光成像系统的探测阈值延伸到10-3lx以下，并可在不同的恶劣天气条件下观察， 改变了目前大多数微光夜视系统的固有缺陷，使激光+微光夜视系统构成主被合一的 夜视探测系统，对于缩小我国与国外夜视仪器整机性能的差距是非常有意义的。 本文对激光助视／微光夜视仪进行了系统研究，分析了激光助视下的微光夜视仪 视距探测技术，对视距探测方程进行了完善，对微光夜问成像进行了视景仿真，对研 制的车辆驾驶夜视仪进行了野外试验，对试验数据与理论值进行了比较，对评估微光 夜视系统的性能，优化微光夜视系统的设计有一定的价值，在微光夜视仪的实际应用 中也是很有意义的。 本文各章内容如下： 第一章回顾总结了微光夜视技术的发展历史和应用前景，简述了国内外微光夜视 系统及其视距评估技术的研究现状和发展趋势，阐述了本文的研究背景和意义、主要 工作。 第二章系统分析了激光助视／微光成像系统的组成及原理，以所研制的头盔式激 光助视／微光夜间驾驶仪为例，分析了其功能组件和性能参数，评述了各系统参数及 其对仪器性能的影响。 第三章研究了夜天空辐射特性、激光辐射在大气中的衰减特性、常见景物在激光 助视下的反射辐射光谱分布特性，计算并分析了典型光电阴极对景物反射辐射的光谱 匹配系数，为激光助视／微光夜视系统的视距评估提供了理论基础。 第四章研究了激光助视／微光成像系统视距基本理论，在对微光成像系统视距探 测方程进行推导的基础上，从大气透过率、光谱匹配、亮度增益等诸多方面进行修』下， 建立了更为实用和完善的视距探测方程。 第五章研究了微光图像计算机仿真的原理和方法，分析了Creator和Vega视景仿 真软件平台，给出了完整的微光夜视仪仿真系统的实现方案，建立了仿真基本框架和 操作流程。 第六章开发了一个具有完善功能的视距评估和视景仿真软件包，应用在野外试验 中，对激光助视／微光夜视系统典型环境和目标背景下的视距进行了估算和视景仿真， 与试验结果相比较，验证了经修正后的视距探测方程的实用性，同时也证实了系统参 与试验结果相比较，验证了经修正后的视距探测方程的实用性，同时也证实了系统参 数设计的合理性。 第七章对全文的工作进行了总结，指出本文的创新点和有待进一步研究的问题。 关键词：微光夜视系统，激光助视，光电阴极，光谱匹配系数，亮度增益，视距探测 方程，视景仿真，视距评估 ABSTRACTNight ABSTRACT Night vision technique，by which the eye vision can be opened up，has been developed rapidly and used widely since it appeared in 1930s，LLL night vision system depends on the night sky light illumination conditions，i．e．，at a passive work mode．It Call stay in concealment．However,it is influenced greatly by nature light illumination and atmosphere transparence SO that the image got from it is not very clear．In order to improve detecting distance of the night vision system，a LLL night vision device with laser illuminator has been studied，which reserves the advantage of the passive device and extends visual range，especially under the atrocious weather．So it can be used to equip the army and to narrow the gap between domestic and foreign country． In this paper