红外成像观测距离的计算方式Word版

1、红外成像效果的基本计算方式 1、 红外成像效果的影响因素l 被观测物体的红外辐射强度l 镜头的探测灵敏度（由探测器和读出电路决定）l 镜头的焦距l 镜头的光圈数2、 探测距离的计算方式红外探测的是物体的自身辐射，理论上可探测距离是无穷远的。而实际上一套红外成像系统受如上所述的因素的影响，对固定目标的探测距离是有限的且可以计算的。其中探测可分为两块：可探测和可显示。2.1、可探测可探测指的是热成像系统能把目标辐射从背景辐射中区分出来，反应指标就是NETD和MRTD，主要由探测器灵敏度（含配套读出电路）和镜头光学系统（同焦距情况下光圈参数影响较大）决定。NETD噪声等效温差 noise equat

2、ion temperature difference用热像仪观察一个低空间频率的圆形或方形靶标，当其视频信号信噪比（S/N）为1 时，目标与背景之间的等效温差，亦简称NETD。NETD 是评价热像仪探测目标灵敏程序和噪声大小的一个客观参数。MRTD最小可分辨温差 minimum resolvable temperature difference 它既反映红外热像仪的温度灵敏度，又反映了其空间分辨率，但受观察者主观因素影响较大。2.1、可显示可显示指的是目标可以从热像仪的输出视频上显示出来，这个指标主要由镜头焦距决定。关于可显示，现在比较认同的是统一到 目标成像占探测器的像元数 指标上来，然后根

3、据目标所占像元素的多少区分成探测距离、识别距离、鉴别距离这样的指标称谓，且不同的厂家或者研究所对如上的指标称谓的定义可能各异。我公司手册上给出的测试距离定义探测距离：目标在光轴截面上的短边成像占1个像素识别距离：目标在光轴截面上的短边成像占4个像素鉴别距离：目标在光轴截面上的短边成像占8个像素注：此处计算的成像像素和我们视频显示的像素不是一个概念，视频显示的图像加入了差值处理。在热像仪产品的销售过程中，需要通过已知的镜头焦距换算成对固定大小目标的计算距离，或者由探测效果和目标大小反推所需镜头焦距。如果假设镜头焦距F，目标的截面投影高度值H、宽度值Y，观察距离L, 成像占的像元数N，对于17um

4、像元间距的探测器则有以下简单计算公式： 垂直向像元数 水平向像元数 像元数为整数，计算值为小数时四舍5入，计算可探测距离时必须大于等于1 。以上参数可表示为如下三角关系：2.2、视场角视场角分为水平视场角，垂直视场角两个。两者计算方法一致，都是通过理论镜片投影方式计算。成像简化图如下图所示A：视场角A：半视场角角 Lens：虚拟镜片F：焦距Imaging surface：当计算全视场角时，此为探测器成像面的长边和短边尺寸以640×480 17um规格探测器计算如下通过三角函数关系计算计算水平视场角，即H边成像最大视场角时：计算垂直视场角，即V边成像最大视场角时：计算实例例如计算150mm镜头配640×480 17um红外探测器的成像系统视场角时：水平视场角计算垂直视场角计算3、 计算实例实例1 假设目标人高1.75米，肩距0.45米，用像元间距17um的探测器，焦距40mm镜头从远处正对观察，计算其可探测距离。计算方法可探测指目标的光轴截面短边成像占1个像素，人体目标肩宽是短边，用肩宽数据计算由公式 由以上方程反算出 实例2 假设目标车高2米，长4米，用像元间距17um的探测器的红外热像仪从远处正对观察，如识别距离需达到800米出，计算所需的最短镜头焦距。计算方法可探测指目标的光轴截面短边成像占4个像素，车高是短边，用车高数据计算由公式 由以上方程反算出