Наброски и зарисовки растений, плодов, цветов: Освоить конструктивное построение структуры дерева через зарисовки отдельных деревьев, группы деревьев...
Состав сооружений: решетки и песколовки: Решетки – это первое устройство в схеме очистных сооружений. Они представляют...
Топ:
Отражение на счетах бухгалтерского учета процесса приобретения: Процесс заготовления представляет систему экономических событий, включающих приобретение организацией у поставщиков сырья...
Организация стока поверхностных вод: Наибольшее количество влаги на земном шаре испаряется с поверхности морей и океанов...
Определение места расположения распределительного центра: Фирма реализует продукцию на рынках сбыта и имеет постоянных поставщиков в разных регионах. Увеличение объема продаж...
Интересное:
Берегоукрепление оползневых склонов: На прибрежных склонах основной причиной развития оползневых процессов является подмыв водами рек естественных склонов...
Что нужно делать при лейкемии: Прежде всего, необходимо выяснить, не страдаете ли вы каким-либо душевным недугом...
Уполаживание и террасирование склонов: Если глубина оврага более 5 м необходимо устройство берм. Варианты использования оврагов для градостроительных целей...
Дисциплины:
2017-10-07 | 548 |
5.00
из
|
Заказать работу |
|
|
В основе работы лазера лежит свойство системы возбужденных атомов или молекул под действием внешнего электромагнитного излучения соответствующей частоты совершать вынужденные квантовые переходы и усиливать это излучение. Система возбужденных атомов (активная среда) способна усиливать падающее излучение, если она находится в состоянии с так называемой инверсией населенностей, когда число атомов на возбужденном энергетическом уровне превышает число атомов на нижерасположенном уровне.
Рассмотрим основные типы лазеров. Их подразделяют по следующим признакам.
· По типу активной среды — газовые, жидкостные и твердотельные, в том числе полупроводниковые.
· По режиму излучения — непрерывные, однократные и импульсные.
· По диаграмме направленности — лучевые (гелиево-неоновые, рубиновые и другие с углом диаграммы направленности < 0,01°) и секторные
· (полупроводниковые с углом диаграммы направленности 1...40°).
· По мощности излучения — малой, средней и пиковой мощности.
Наиболее распространенным применением лазеров в локации являются дальномеры.
Рис.5 LRM 2000 PRO Лазерный дальномер Newcon Optik (Канада)
CONDTROL Mettro 100 Pro Дальномер лазерный
Промышленно выпускаются твердотельные импульсные лазерные дальномеры на основе алюмоиттриевого граната с неодимом.
Твердотельный лазер работает на искусственно выращенных кристаллах рубина, алюмо-иттриевого граната и на стекле с примесью редкого элемента неодима. Стеклянный или кристаллический стержень вместе с импульсной лампой накачки окружен отражателем и помещен внутрь резонатора между парой зеркал. Энергия световой вспышки превращается в лазерный импульс. Первый лазер на кристалле рубина длиной 1 сантиметр был построен в 1960 году Т. Мэйманом (США).
|
Рис. 5. Твердотельный лазер (23)
Используются такие дальномеры преимущественно в военном деле.
Наряду с твердотельными лазерами в дальномерах также применяют газовые инфракрасные лазеры с активной средой из Аг, Не—Nе и СО2, имеющие высокий КПД, низкую чувствительность к фоновым излучениям и слабое затухание сигнала в воздушной среде.
В большинстве конструкций головка содержит лазерный диод мощностью 2... 10 мВт, оптическую схему для фокусировки и управления положением фокального пятна, а также фотоприемники. Малое по размеру фокальное пятно используется для перемещения головки по дорожке оптического диска, а также для точного поддержания заданного расстояния между ним и фокусирующей линзой. Это обеспечивается системой автофокусировки, которая позволяет отслеживать осевые биения диска в допускаемых пределах (± 0,5 мм).
Глубина резкости лазерной головки определяется зависимостью:
где NА — безразмерная величина, используемая для выражения разрешающей способности высокоточных оптических систем.
Рис 6. Конструкция лазерной головки
К лазерным ОЛС специального назначения относятся лазерные микрофоны, принятые на вооружение спецслужбами еще в 60-х годах XX в.
Сверхчувствительный лазерный микрофон представляет собой портативное средство акустической разведки, которое сегодня широко используется во многих сферах жизнедеятельности.
Рис. 7 Сверхчувствительный лазерный микрофон
Достоинства оптронных и лазерных ОЛС:
· малая постоянная времени (до 50 не),
· широкий диапазон и высокая точность измерении,
· возможность измерения геометрических характеристик движущихся объектов
· высокая надежность и прочность конструкции.
Недостатки:
· Низкая помехозащищенность и чувствительность к отражающим свойствам объектов,
· температурная зависимость светового потока
· Для оптронных ОЛС также характерна малая оптическая мощность.
|
Основы технического зрения
Существенной особенностью СТЗ является необходимость формирования изображения объекта, которое представляет собой распределение амплитуды его двумерной функции яркости Y(X, у).
Распознавание образов в СТЗ, как и у человека, основывается на признаках, полученных при анализе частичных изображений. По назначению СТЗ условно можно разделить на два класса: прикладные, предназначенные для обработки простых изображений с заданным быстродействием; универсальные, позволяющие анализировать сложные изображения с использованием принципов искусственного интеллекта1.
Современные СТЗ подразделяют по трем основным признакам: 1) по сложности решаемых задач — мощные, средние, малые и персональные; 2) по структуре вычислительного процесса — однопроцессорные, многопроцессорные, системы на базе матричного процессора, системы поточной обработки; 3) но типу первичного преобразователя — одномерные ID, двумерные 2D, подвижные двумерные KlD и трехмерные 3D.
Процесс преобразования информации в СТЗ можно представить в виде шести основных этапов:
1) ввод (восприятие) информации, т. е. получение изображения рабочей сцены с помощью датчиков;
2) предварительная обработка изображения с использованием методов подавления шума;
3) сегментация, т. е. выделение на изображении одного или нескольких представляющих интерес объектов сцены;
4) описание, т. е. определение характерных параметров (размеров, формы и т. д.) каждого объекта, необходимых для его выделения на сцене;
5) распознавание, или идентификация, объекта, т. е. установление его принадлежности к некоторому классу деталей
6) интерпретация, т. е. выявления принадлежности объекта к группе распознаваемых.
В соответствии с тем, какие этапы преобразования информации реализуются в конкретной системе, ее можно отнести к СТЗ высокого, среднего или низкого уровня. Так, задачи, решаемые СТЗ низкого уровня, ограничиваются восприятием и предварительной обработкой информации. В СТЗ среднего уровня решаются задачи сегментации, описания и распознавания отдельных объектов.
Датчики изображения
В настоящее время промышленно выпускают датчики изображения для самых разных целей (производственных, медицинских, военных и др.).
|
Датчик изображения Toshiba T4K37 разрешением 13 Мп предназначен для мобильных устройств
Рис. 8 Датчик изображения Toshiba T4K37 для мобильных устройств
Рис 9. Самый большой в мире датчик изображения типа CMOS из пластины диаметром 200 мм
Независимо от назначения и принципа действия все они содержат оптоэлектронный преобразователь, служащий для преобразования сфокусированного оптического изображения в электрический видеосигнал. Это изображение формируется в ЧЭ преобразователя, который изменяет свое состояние под действием излучения объекта. Если излучение лежит в диапазоне длин волн X = 0,38...0,78 мкм (видимый свет), датчик относится к классу видеокамер, если в диапазоне 0,78...1000 мкм — к классу телевизионных инфракрасных камер.
Датчики изображения подразделяют по трем основным признакам:
1) по размерности — точечные (фотоэлементы), одномерные (линейки) и двумерные (матрицы);
2) по способу преобразования светового сигнала — вакуумные (видико-пы, диссекторы и др.) и твердотельные (датчики на основе приборов с зарядовой связью и фотодиодов);
3) по рабочему диапазону длин волн — датчики, работающие в диапазоне видимых волн, инфракрасные (в том числе тепловые) и специальные.
Основными характеристиками датчиков изображения являются: Разрешающая способность (разрешение) характеризует свойство датчика изображения {телекамеры) к воспроизведению мелких деталей.
· Чувствительность S телекамеры характеризуется минимальной освещенностью рабочей сцены, при которой обеспечивается заданная разрешающая способность.
· Спектральная характеристика телекамеры зависит от материала ЧЭ се оп-тоэлектроиного преобразователя (рис. 6.12). Промышленно выпускают телекамеры, работаюпше в диапазоне видимого света, ультрафиолетовом, инфракрасном и рентгеновском диапазонах.
Передающие вакуумные электронно-лучевые приборы.
Их отличительной особенностью является использование сфокусированного в электронный луч потока электронов, взаимодействующего с мишенью (фотокатодом) из светочувствительного материала, на которую проецируется изображение рабочей сцены.
|
Электронный луч формируется электронным прожектором, а его движение регулируется с помощью фокусирующей отклоняющей системы, реализующей развертку луча по поверхности мишени.
В зависимости от способа съема сигнала различают два основных типа передающих ЭЛП: без накопления заряда (диссекторы) и с накоплениемния заряда (суперортиконы и видиконы).
Диссектор1 обладает наивысшими среди всех передающих ЭЛГТ чувствительностью и быстродействием. Принцип действия диссектора основан на внешнем фотоэффекте. его достоинством является возможность формирования различных траекторий развертки.
К недостаткам диссектора можно отнести его сравнительно большие габаритные размеры.
Рис.10. Ультразвуковой медицинский диссектор Sonoca 300
Суперортикон представляет собой высокочувствительный передающий ЭЛП с несколькими каскадами усиления, работающий по принципу накопления зарядов. Изображение переносится с фотокатода Суперортиконы, как и диссекторы, способны работать практически в полной темноте. Их основные недостатки связаны со значительными размерами, малой контрастной чувствительностью и сравнительно невысоким диапазоном изменения освещенности. В настоящее время суперортиконы используют во многих телевизионных системах.
Самый распространенный вакуумный датчик изображения — видикон3 представляет собой малогабаритный передающий ЭЛП с накоплением заряда, действие которого основано на внутреннем фотоэффекте.
Рис. 12. Видикон ЛИ441 |
Видиконы до настоящего времени широко используют для получения высококачественных изображений. Их достоинства: высокая чувствительность и разрешающая способность, широкий температурный диапазон (-80... +120 С), радиационная стойкость. К недостаткам видиконов необходимо отнести инерционность, значительные размеры и хрупкость.
Улучшить характеристики видикона можно путем увеличения его коэффициента усиления и использования мишеней с малой постоянной времени.
Малоинерционный видикон с мишенью из кристаллического кремния.
Рис 13. Кремникон
Пировидикон - передающий электронно-лучевой прибор класса видиконов, чувствительный к тепловому излучению.
Рис 14. Пировидикон
|
|
История развития пистолетов-пулеметов: Предпосылкой для возникновения пистолетов-пулеметов послужила давняя тенденция тяготения винтовок...
Папиллярные узоры пальцев рук - маркер спортивных способностей: дерматоглифические признаки формируются на 3-5 месяце беременности, не изменяются в течение жизни...
Состав сооружений: решетки и песколовки: Решетки – это первое устройство в схеме очистных сооружений. Они представляют...
История развития хранилищ для нефти: Первые склады нефти появились в XVII веке. Они представляли собой землянные ямы-амбара глубиной 4…5 м...
© cyberpedia.su 2017-2024 - Не является автором материалов. Исключительное право сохранено за автором текста.
Если вы не хотите, чтобы данный материал был у нас на сайте, перейдите по ссылке: Нарушение авторских прав. Мы поможем в написании вашей работы!