Методика оценки эффективности оптико-электронных систем посредством аналитической модели. Модель шума системы «Оэс-оператор»


DOI: 10.34759/trd-2022-122-22

Авторы

Краснов А. М.1*, Трегубенков С. Ю.2, Румянцев А. В.2, Хисматов Р. Ф.3, Шашков С. Н.3

1. «Технологический парк космонавтики «ЛИНКОС», Москва, Щербинка, Россия
2. Военное представительство Министерства обороны РФ, Москва, Россия
3. АО «Раменский приборостроительный завод», ул. Михалевича, д. 39, Раменское, Московская область, 140100, Россия

*e-mail: a_krasnov@inbox.ru

Аннотация

Оценка эффективности является неотъемлемой частью этапов разработки, испытаний и эксплуатации оптико-электронных систем (ОЭС). Отсутствие единой методики оценки эффективности оптико-электронных систем приводит к тому, что для сравнения различных систем используются различные методики оценки, в результате чего полученные результаты противоречивы и не дают объективных данных для принятия соответствующих решений на различных этапах жизненного цикла оптико-электронных систем, особенно на этапах определения технического задела в конкурсных работах. Одним из путей решения данной проблемы является разработка аналитической модели, которая может быть основой построения единого комплекса средств интеллектуальной поддержки проектирования и сопровождения оптико-электронных систем на всех этапах жизненного цикла.

Целью статьи является описание аналитической модели оценки эффективности оптико-электронных систем, в части касающейся модели шума системы «ОЭС-оператор».

Рассмотрены составляющие шума системы «ОЭС-оператор»: дисперсия шума зрительной системы оператора ОЭС и дисперсия шума, отображаемого на дисплее ОЭС. Приведены формульные зависимости составляющих дисперсии шума, отображаемого на дисплее ОЭС: это спектральная плотность шума на дисплее, полоса пропускания временного шума и полоса пропускания пространственного шума. Рассмотрена модель расчёта разности температур, эквивалентной шуму.

Приведён пример представления исходных данных в аналитической модели оценки эффективности оптико-электронных систем и проведена оценка влияния шума на такие показатели эффективности ОЭС как дальности обнаружения, распознавания и идентификации объекта.

Таким образом, рассмотрена реализация модели шума системы «ОЭС-оператор», являющейся составной частью единого программного комплекса средств интеллектуальной поддержки проектирования и сопровождения оптико-электронных систем на всех этапах жизненного цикла.

Ключевые слова:

оптико-электронная система, пространственный шум, време́нной шум, обнаружение, распознавание, идентификация

Библиографический список

  1. Краснов А.М., Трегубенков С.Ю., Румянцев А.В., Хисматов Р.Ф., Шашков С.Н. Оценка эффективности оптико-электронных систем посредством аналитической модели. Функции порогового контраста и передачи модуляции // Информационно-измерительные и управляющие системы. 2021. Т. 19. № 1. С. 45-64. DOI: 10.18127/j20700814-202101-04

  2. Ronald G. Driggers, Melvin H. Friedman, Jonathan Nichols. Introduction to Infrared and Electro-Optical Systems. Second Edition. Artech House, Boston, London, 2012, 599 p.

  3. Gerald C. Holst. Electro-Optical Imaging System Performance - sixth edition. JCD Publishing and SPIE Press, 2017, 407 p.

  4. Vollmerhausen R.H., Jacobs E. Driggers R.G. New metric for predicting target acquisition performance // The International Society for Optical Engineering, 2004, vol. 43, no. 11, pp. 2806–2818. DOI:10.1117/12.487215

  5. Brian P. Teaney, David P. Haefner. Evaluating the performance of an IR imaging system: a tutorial // Conference: Infrared Imaging Systems: Design, Analysis, Modeling, and Testing XXIX26, April 2018. DOI: 10.1117/12.2303975

  6. Preece B., Olson J., Reynolds J., Fanning J., Haefner D. Human vision noise model validation for the U.S. Army sensor performance metric // Optical Engineering, 2014, vol. 53(6), pp. 061712. DOI:10.1117/1.OE.53.6.061712

  7. Barten P. G. J. Contrast Sensitivity of the Human Eye and Its Effects on Image Quality, 1999, 232 p. DOI:10.1117/3.353254

  8. Бухалёв В.А., Болдинов В.А. Фильтрация сигналов при низкочастотных помехах в измерительно-информационных системах беспилотных летательных аппаратов // Труды МАИ. 2017. № 97. URL: http://trudymai.ru/published.php?ID=87283

  9. Tristan M. Goss and Cornelius J. Willers. Small pixel cross-talk MTF and its impact on MWIR sensor performance // Infrared Imaging Systems: Design, Analysis, Modeling, and Testing XXVIII, Proc. of SPIE, 2017, vol. 10178. DOI:10.1117/12.2262454

  10. Tristan M. Goss, Henning Fouriea, Johan W. Viljoena. SWIR sensor design considerations // Fifth Conference on Sensors, MEMS, and Electro-Optic Systems, Skukuza, South Africa, 2018. DOI:10.1117/12.2501317

  11. Ajay Kumar. Sensor non uniformity correction algorithms and its real time implementation for infrared focal plane array-based thermal imaging system // Defence Science Journal, 2013, vol. 63, no. 6, pp. 589-598. DOI:10.14429/DSJ.63.5768

  12. W. Wan. Passive IR Sensor Performance Analysis using Mathcad® Modeling // Infrared Imaging Systems: Design, Analysis, Modeling, and Testing XX,2009, vol. 7300. DOI: 10.1117/12.815238

  13. A. Theuwissen. How to measure the average dark signal? URL: https://harvestimaging.com/blog/?p=795

  14. A. Theuwissen. How to measure the Fixed-Pattern Noise in Dark or DSNU (1). URL: https://harvestimaging.com/blog/?p=814

  15. A. Theuwissen. How to measure the Fixed-Pattern Noise in Dark or DSNU (2). URL: https://harvestimaging.com/blog/?p=838

  16. A. Theuwissen. How to measure the Fixed-Pattern Noise in Dark or DSNU (3). URL: https://harvestimaging.com/blog/?p=849

  17. A. Theuwissen. How To Measure The Dark Shading? URL: https://harvestimaging.com/blog/?p=866

  18. A. Theuwissen. How To Measure: Average Signal with Light Input. URL: https://harvestimaging.com/blog/?p=909

  19. A. Theuwissen. How to Measure: Fixed-Pattern Noise in Light or PRNU (1). URL: https://harvestimaging.com/blog/?p=916

  20. A. Theuwissen. How to Measure: Fixed-Pattern Noise in Light or PRNU (2). URL: https://harvestimaging.com/blog/?p=937

  21. A. Theuwissen. How to Measure: Fixed-Pattern Noise in Light or PRNU (3). URL: https://harvestimaging.com/blog/?p=959

  22. Зиновьев Ю.С., Мишина О.А., Захаров А.Ю., Хатанзейская М.А. Методика оценки характеристик обнаружения оптико-электронной системы ГЕОДСС наземного базирования // Труды МАИ. 2019. № 109. URL: http://trudymai.ru/published.php?ID=111397. DOI: 10.34759/trd-2019-109-16


Скачать статью

mai.ru — информационный портал Московского авиационного института

© МАИ, 2000—2024

 Вход