ДВОКАНАЛЬНИЙ ТЕПЛОВІЗОР З ПОЛЯРИМЕТРИЧНИМ КАНАЛОМ ДЛЯ РОБОТИЗОВАНИХ КОМПЛЕКСІВ
DOI:
https://doi.org/10.20535/1970.71(1).2026.361578Ключові слова:
автономна система, роботизований комплекс, тепловізор, багатоканальна система спостереження, виявлення, об’єктАнотація
Широке впровадження автономних систем у складі роботизованих комплексів потребує нових рішень, в тому числі в напрямку збільшення ефективності оптико-електронних засобів спостереження оточуючого середовища. Сучасні вимоги до підвищення ймовірності цілодобового виявлення малоконтрастних цілей зумовлюють необхідність використання багатоканальних підходів, зокрема поєднання тепловізійного та поляриметричного каналів.
Стаття присвячена деяким питанням розрахунку та проєктування двоканальних тепловізійних систем, орієнтованих на автоматичне виявлення об’єктів у складних умовах спостереження. Розроблено методику визначення енергетичного розділення двоканального тепловізора з поляриметричним каналом. Узагальненим показником енергетичної чутливості обох інформаційних каналів тепловізора є еквівалентна шуму різниця температур NETD, яка дозволяє оцінити мінімальний температурний контраст, що може бути зареєстрований системою. Проведено аналіз двох варіантів технічної реалізації поляриметричного каналу. Перший варіант базується на використанні чвертьхвильової фазової пластинки і обертового лінійного поляризатора, другий - на застосуванні одиночного обертового лінійного поляризатора, встановленого перед мікроболометричною матрицею. Порівняльні дослідження показали, що другий підхід забезпечує вищу чутливість до поляризаційних параметрів при відносно простішій конструктивній реалізації. Показано, що об’єднання інформації в каналах тепловізора потребує попередньої обробки і має відбуватись на рівні релевантних ознак. Такий підхід дозволяє підвищити інформативність результуючого зображення та забезпечити більш надійне автоматичне виявлення об’єктів на фоні природних завад.
Отримані результати можуть бути використані при розробці перспективних автономних тепловізійних систем спостереження з покращеними характеристиками виявлення.
Посилання
A., Linderhed, S. Sjökvist, O. Steinvall,et al. “MOMS: multi-optical mine detection system: project overview", Proc. SPIE 6395, Electro-Optical and Infrared Systems: Technology and Applications III, 639503, 2006. DOI: 10.1117/12.690379.
I. Schwaetzer, “Electro-Optical Land Mine Detection”, in: H. Schubert, A. Kuznetsov, Eds. Detection of Explosives and Landmines. NATO Science Series, vol. 66, 2002. Springer, Dordrecht. DOI: 10.1007/978-94-010-0397-1_5
H. Kasban, O. Zahran, S. M. Elaraby, et al. “A Comparative Study of Landmine Detection Techniques”, Sensing and Imaging, vol. 11, no. 3, pp. 89-112, 2010. DOI: 10.1007/s11220-010-0054-x
G. M. Koretsky, J. F. Nicoll, M. S. Taylor, A Tutorial on Electro-Optical/Infrared (EO/IR) Theory and Systems. Institute for Defense Analyses. 2013.
M. Yang, W. Xu, Z. Sun, et al. “Mid-wave infrared polarization imaging system for detecting moving scene”, Opt. Lett. 45, pp. 5884-5887, 2020. DOI: 10.1364/OL.400872
L. Yan, B. Yang, F. Zhang, et al. Polarization Remote Sensing Physics. Peking University Press and Springer Nature Singapore Pte Ltd. 2020. DOI: 10.1007/978-981-15-2886-6
W. Jong, F. Cremer, K. Schutte, J. Storm, “Usage of polarization features of land mines for improved automatic detection”, Proc SPIE. 2000. DOI: 10.1117/12.396250.
H. Shi, Y. Liu, C. He, et al. “Analysis of infrared polarization properties of targets with rough surfaces”, Opt. Laser Technol, 151, 108069, 2022.
X. Liu, Z. Jiang, C. Niu, et al. “Infrared Imaging System with a Local Polarization Channel for Target Detection”, Appl. Sci. 2024, 14, 10659. DOI: 10.3390/app142210659
R. G. Driggers, M. H. Friedman, J. W. Devitt, Introduction to Infrared and Electro-Optical Systems, Third Edition. Norwood: Artech House. 2022.
B. P. Teaney, D. P. Haefner, “Evaluating the performance of an IR imaging system: a tutorial”, Proc. SPIE 10625, Infrared Imaging Systems: Design, Analysis, Modeling, and Testing XXIX, 106250K (26 April 2018). https://doi.org/10.1117/12.2303975
V. G. Kolobrodov, G. S. Tymchik, V. I. Mykytenko, et al. “Technology of Infrared Radiation Polarizer”, Proc. SPIE, Optical Fibers and Their Applications, vol. 11456, 2020. DOI: 10.1117/12.2569786
G. C. Holst, Electro-Optical Imaging System Performance, Fifth Edition. JCD Publishing, 2008.
V. G. Kolobrodov, V. I. Mykytenko, “Refinement of thermal imager minimum resolvable temperature difference calculating method”, Proceedings of SPIE. 9809, 2015, 98090C.
Q. Fu, Y. Zhang, Y., et al. “Analysis of infrared polarization imaging characteristics based on long wave infrared zoom system”, Front. Phys. 11:1224726, 2023. DOI: 10.3389/fphy.2023.1224726.
V. G. Kolobrodov, V. I. Mykytenko, G. S. Tymchyk, B. V. Sokol, “Temperature resolution of computerintegrated polarization thermal imager”, Journal of Thermoelectricity, 2020(4), pp. 22–37, 2020. DOI
I. G. Chyzh, V. G. Kolobrodov, A. V. Molodyk, V. I. Mykytenko, G. S. Tymchik, et al. “Energy resolution of dual-channel optoelectronic surveillance system”, Proc. SPIE 11581, Photonics Applications in Astronomy, Communications, Industry, and High Energy Physics Experiments, 2020, 115810K. DOI: 10.1117/12.2580338.
Snapshot Polarimetric Imaging in the Infrared. [Online]. Available: https://www.sandia.gov/app/uploads/sites/145/2021/11/Science-Matters-Jan-2008-Photonics-Snapshot-Polarimetric-Imaging.pdf.
Kolobrodov V. H., Mykytenko V. I., Pinchuk B. Yu., Sokol B. V. i Tiahur V. M. Komp’iuterno-intehrovanyi metod vyiavlennia ob’iektiv poliaryzatsiinym teplovizorom, Visnyk NTUU "KPI". Seriia Radiotekhnika, Radioaparatobuduvannia, (85), с. 21-26, 2021. DOI: 10.20535/RADAP.2021.85.21-26. (in Ukrainian)
Oberemok Ye.A. Prykladna fizyka. Lazerna poliarymetriia: Metodychnyi posibnyk do laboratornoho praktykumu. Kyiv: Kyivskyi natsionalnyi universytet im. Tarasa Shevchenka, 2014. (in Ukrainian)
STANAG 4347. Definition of Nominal Static Range Performance for Thermal Imaging Systems. NATO, 18 July 1995.
3rd GEN FLIR. [Online]. Available: https://www.rtx.com/raytheon/what-we-do/land/flir
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2026 Микитенко Володимир Іванович
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Авторське право на публікацію залишається за авторами.
Автори можуть використовувати власні матеріали в інших публікаціях за умови посилання на збірник наукових праць "Вісник Київського політехнічного інституту. Серія ПРИЛАДОБУДУВАННЯ" як на перше місце видання та на Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського» як на видавця.
Автори публікують свої статті в збірнику на умовах ліцензії Creative Commons:
- Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії CC BY 4.0, яка дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Політика журналу дозволяє розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на динаміці цитування опублікованої роботи.
Видавець (КПІ ім. Ігоря Сікорського) має право за будь-якого використання цього видання зазначати своє ім'я або вимагати такого зазначення.
Редакційна колегія залишає за собою право розміщувати опубліковані в збірнику статті в різних інформаційних базах для надання відкритого доступу до матеріалів з метою популяризації наукових досліджень та підвищення цитованості авторів.
