Закономерности формирования с учетом размеров объекта пространственно-энергетического профиля сигнала, регистрируемого активно-импульсными системами видения

   Численно исследованы закономерности формирования пространственно-энергетического профиля (ПЭП) зоны видимости (ЗВ) активно-импульсных систем видения (АИСВ) при учете соотношения поперечных сечений объекта наблюдения Аоб и лазерного пучка подсветки Алаз в плоскости расположения объекта. Для этого введены понятие граничного расстояния S_гр, при котором А_об = А_лаз, и множитель w = А_об/А_лаз, который добавляется в известное уравнение для регистрируемого АИСВ-сигнала. С учетом конечной длины ЗВ можно выделить следующие случаи. Если S_гр ≥ S_кон (конечная точка ЗВ) в пределах ЗВ w =1. Известные ранее исследования выполнены для данного случая. При S_нач (начальная точка ЗВ) ≤ S_гр < S_кон в пределах ЗВ может присутствовать сначала диапазон расстояний с максимальным значением w₁ = 1, после которого располагается диапазон с уменьшающимся множителем до некоторого минимального значения w₂ < 1. Наконец, при S_гр < S_нач в пределах ЗВ w1(S_зад1) < 1 и w₂(S_зад2) < 1 (при этом всегда w₂ < w₁, а расстояние задержки S_зад1 < S_зад2). Учет множителя w < 1 приводит в соответствующем ему диапазоне к изменению формы ПЭП, максимальных значений сигнала и других характеристик, реализуемых в пределах ЗВ. Обобщающим параметром, на практике характеризующим влияние диапазона расстояний, где w < 1, является предельная дальность действия системы S_ПДД. Для используемых при расчетах параметров учет указанного влияния приводит к уменьшению S_ПДД в 2.9—5.0 раз. Приведены основные механизмы влияния взаимного расположения S_гр и ЗВ на характеристики ПЭП. Основные результаты численного моделирования подтверждены экспериментально.

1. И. Л. Гейхман, В. Г. Волков. Основы улучшения видимости в сложных условиях, Москва, ООО “Недра-Бизнесцентр” (1999)

2. В. Е. Карасик, В. М. Орлов. Лазерные системы видения, Москва, МГТУ им. Н. Э. Баумана (2001)

3. В. Г. Волков, Б. А. Случак. Науч.-техн. журн. “Контент”, 15, № 3 (2016) 62—70

4. B. Goehler, P. Lutzmann. Opt. Eng., 56, N 3 (2017) 031203

5. M. Laurenzis, E. Bacher. Appl. Opt., 50, N 21 (2011) 3824—3828

6. X. Wang, Y. Cao, W. Cui, X. Liu, S. Fan, Y. Zhou, Y. Li. Proc. SPIE, 9260 (2014) 92604L

7. X. Wang, Y. Zhou, Y. Liu. Proc. SPIE, 8558 (2012) 855823

8. M. Laurenzis, F. Christnacher, D. Monnin. Opt. Lett., 32, N 21 (2007) 3146—3148

9. В. А. Горобец, В. В. Кабанов, В. П. Кабашников, Б. Ф. Кунцевич, Н. С. Метельская, Д. В. Шабров. Журн. прикл. спектр., 81, № 2 (2014) 283—291

10. Б. Ф. Кунцевич. Журн. прикл. спектр., 89, № 6 (2022) 869—877

11. D. V. Alant’ev, A. V. Golitsyn, N. A. Seĭfi. J. Opt. Technol., 85, N 6 (2018) 355—358

12. А. А. Golitsyn, N. A. Seyfi. Appl. Phys., N 1 (2018) 78—83

13. И. Ф. Балашов. Энергетическая оценка импульсных лазерных дальномеров, пособие по методике инженерных расчетов, СПб: ГИТМО(ТУ) (1999)

14. Е. И. Старовойтов, Н. Е. Зубов. Наука и образование, МГТУ им. Н. Э. Баумана. Электрон. журн., № 9 (2015) 81—105

15. М. С. Малашин, Р. П. Каминский, Ю. Б. Борисов. Основы проектирования лазерных локационных систем, Москва, Высшая школа (1983)

16. O. Steinvall, H. Olsson, G. Bolander, C. Carlsson, D. Letalick. Proc. SPIE, 3707 (1999) 432—448

17. В. Е. Карасик, В. М. Орлов. Локационные лазерные системы видения, Москва, МГТУ им. Н. Э. Баумана (20013)

18. X. Wang, Y. Zhou, S. Fan, X. Liu. Proc. SPIE, 82000 (2011) 82000V

19. B. F. Kuntsevich, D. V. Shabrov. Proc. SPIE, 11159 (2019) 1115910

20. Б. Ф. Кунцевич, И. Н. Пучковский, С. С. Шавель. Журн. прикл. спектр., 90, № 5 (2023) 793—802

21. И. Н. Зайдель, Г. И. Куренков. Электронно-оптические преобразователи, Москва, Советское радио (1970)

22. В. А. Горобец, В. В. Кабанов, В. П. Кабашников, Б. Ф. Кунцевич, Н. С. Метельская, Д. В. Шабров. Журн. прикл. спектр., 82, № 1 (2015) 68—75

23. Е. В. Зайцева. Оценка чувствительности и разрешающей способности телевизионных датчиков на ПЗС-матрицах, дис. … канд. тех. наук, Томский государственный университет систем управления и радиотехники (2015) 72