CN106060535B - 模拟外场目标成像特征的电视摄像机性能检测仪 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种模拟外场目标成像特征的电视摄像机性能检测仪，该仪器配合一种通用CCD摄像机光强度检测仪模拟背景光照度的变化情况，可以实现电视摄像机对外场目标成像性能的检测。该检测仪，属于光电成像检测技术领域。仪器主要提供一个广角检测平行光管:该广角检测平行光管包括一组模拟目标距离变化时对比度和大小变化的小目标检测分划板、一组广角平行光管摄像镜头，一个隔离外界景物成像的透光毛玻璃，一个广角平行光管镜管和一个调整支架。本发明提供的检测分划板模拟了外界目标的成像特征，可以替代过去的外场试验检测方式，该仪器具有结构简单、检测方便、可靠性高等优点。

Description

模拟外场目标成像特征的电视摄像机性能检测仪

技术领域

本发明属于光电电视成像检测技术领域，涉及一种可模拟外场目标成像特征的电视摄像机性能检测仪，能够与一种大量程照度控制、光源均匀的CCD摄像机光照度检测仪配合实现对光电跟踪系统用的电视在外场照度环境不同时电视摄像机对目标成像性能的检测。

背景技术

电视摄像机作为光电侦察探测系统的必要组成部分，通常用于对目标的跟踪和监测。从目前电视摄像机应用情况可知，电视摄像机的研制、生产过程中对成像性能检测主要反映在对摄像机的分辨力、输出图像的像质、光轴平行性等一些单项指标检测。而对于电视摄像机实际使用时最重要的探测能力，在产品研制和生产出厂前没有简单有效的检测方式，当前研制和生产中对电视摄像机探测能力检测的方式主要通过外场对实际目标的探测能力验证其是否合格。由于通过外场对实际目标的探测能力验证成本高难以实现对每台产品进行相应的检测，在实际生产中只能采用抽检的方式进行。而在外场检测时由于受外界环境影响大，检测有效数据少，难以对电视摄像机的实际探测能力做出科学合理的评价。

当前常规检测电视摄像机对目标的探测能力，缺少一种简单实效的检测方式，依靠现有的检测方式不能更好的满足实际生产、科研的需求。甚至正在建设的许多光电系统模拟目标投影仿真实验室，由于目标距离较近，也不能直接检测摄像机实际探测能力。

本发明提出的模拟外场目标成像特征的电视摄像机性能检测仪通过模拟外场目标距离、目标大小特征传递到电视摄像机前的成像信息，可以实现对电视摄像机探测目标能力的准确检测。为模拟外场目标成像特征的电视摄像机性能检测仪提供合适的可控亮度的光源即可检测电视摄像机在不同亮度背景条件下探测目标的能力。

发明内容

针对现有的检测技术的不足，本发明提出了一种模拟外场目标成像特征的电视摄像机性能检测仪，并能够通过与一种通用CCD摄像机光强度检测仪(专利号：ZL20091002338.9)配合使用完成对电视摄像机产品在外界不同照度条件下对目标探测能力的检测。

本发明的技术方案为：

所述一种模拟外场目标成像特征的电视摄像机性能检测仪，其特征在于：包括带调整机构的镜管支架(5)、广角平行光管镜管(1)、广角物镜组(2)、目标分划板组件(3)、透光毛玻璃组件(4)；

广角平行光管镜管(1)安装在镜管支架(5)上，广角物镜组(2)安装在广角平行光管镜管(1)的平行光射出端，透光毛玻璃组件(4)安装在广角平行光管镜管(1)的另一端；目标分划板组件(3)安装在透光毛玻璃组件(4)与广角物镜组(2)之间，目标分划板组件(3)上的目标从广角物镜组(2)出射的光束为平行光。

进一步的优选方案，所述一种模拟外场目标成像特征的电视摄像机性能检测仪，其特征在于：目标分划板组件(3)包括10个不同对比度的目标分划板，目标分划板采用亮背景暗目标，目标与背景对比度为3.6％、3.89％、4.2％、4.6％、5％、5.5％、6％、7.2％、10％、100％；目标分划板上设置有：该目标分划板的对比度、21种目标、目标识别参考线以及分辨力分划；21种目标的直径为0.02mm、0.022mm、0.0242mm、0.0266mm、0.0292mm、0.0322mm、0.0354mm、0.0389mm、0.0428mm、0.047mm、0.0518mm、0.057mm、0.063mm、0.069mm、0.076mm、0.085mm、0.0935mm、0.103mm、0.11mm、0.121mm、0.131mm。

进一步的优选方案，所述一种模拟外场目标成像特征的电视摄像机性能检测仪，其特征在于：21种目标在目标分划板上的设置分布为：数字2下方的目标从上向下分别为直径0.02mm、0.022mm、0.0242mm三种目标，数字2.66下方的目标从上向下分别为直径0.0266mm、0.0292mm、0.0322mm三种目标,数字3.54下方的目标从上向下分别为直径0.0354mm、0.0389mm、0.0428mm三种目标，数字4.7下方的目标从上向下分别为直径0.047mm、0.0518mm、0.057mm三种目标，数字6.3下方的目标从上向下分别为直径0.063mm、0.069mm、0.076mm三种目标，数字8.5下方的目标从上向下分别为直径0.085mm、0.0935mm、0.103mm三种目标，数字11下方的目标从上向下分别为直径0.11mm、0.121mm、0.131mm三种目标，每种目标个数为3个。

进一步的优选方案，所述一种模拟外场目标成像特征的电视摄像机性能检测仪，其特征在于：目标识别参考线分为两组：一组为长度2.8mm，宽度从0.02mm-0.12mm且按照0.01mm递增的横竖两个方向的目标识别参考线，另一组为长度2.8mm，宽度从0.025mm-0.125mm且按照0.01mm递增的横竖两个方向的目标识别参考线。

进一步的优选方案，所述一种模拟外场目标成像特征的电视摄像机性能检测仪，其特征在于：分辨力分划分为两组：一组包括40线对/mm、33线对/mm、28线对/mm、23线对/mm、19线对/mm、16线对/mm 6种分辨力分划，另一组包括13线对/mm、11线对/mm、9.3线对/mm、7.8线对/mm、6.4线对/mm、5.4线对/mm 6种分辨力分划。

有益效果

本发明中的整体技术效果体现在以下几个方面。

(一)本发明通过10种不同对比度分划板与平行光管镜头模拟外场不同距离时的自然图像传递特性到摄像机镜头前的目标特性，提供了一种可靠有效的模拟较远外场的图像对比度变化信息特征。

(二)本发明通过21种不同大小的目标模拟不同摄像机系统对外界目标成像的关系，用于检测不同摄像机探测目标的能力，12种分辨力分划用于检测电视摄像机的分辨力。

(三)本发明采用亮背景暗目标的特征更符合检测电视摄像机工作的实际技术特征，更适应检测不同照度条件下电视摄像机的探测能力。

(四)本发明由于采用不同对比度的检测分划，能够准确的检测电视摄像机对不同对比度条件下探测目标成像大小的能力。

(五)本发明与通用CCD摄像机光强度检测仪配合使用可以检测电视摄像机在不同外界照度环境下对外场目标探测的性能。

附图说明

图1是模拟外场目标成像特征的电视摄像机性能检测仪组成示意图。

图2是广角平行光管镜管结构示意图。

图3是目标分划板组件示意图。

图4是目标分划板示意图。

图5是0.02-0.12mm目标分划板中的目标识别参考线示意图。

图6是0.025-0.125mm目标分划板中的目标识别参考线示意图。

图7是模拟目标表识2右侧分辨力分划示意图。

图8是模拟目标表识2左侧分辨力分划示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施实例描述本发明：

如图1所示，本发明优选实施例中的模拟外场目标成像特征的电视摄像机性能检测仪主要包括一个广角平行光管镜管1、一组用于将分划板的目标转换成平行光的广角物镜组2、由10个不同对比度目标分划板组成的目标分划板组件3，一个隔离外界景物成像的透光毛玻璃组件4、一个用于检测使用的调整支架5。

根据图2所示，广角平行光管镜管是一种带安装平台的圆锥管型镜管，其上带有广角物镜组安装孔1-1、分划板组件安装槽1-2、透光毛玻璃组件安装螺纹1-3、调整支架安装平台1-4。平行光管的广角物镜组2是一组焦距450mm,视场14°的广角摄像物镜,安装于广角物镜组安装孔1-1处，广角物镜组安装孔1-1处即平行光管的平行光射出端。透光毛玻璃组件4安装在透光毛玻璃组件安装螺纹1-3处。用螺钉将调整支架5与调整支架安装平台1-4连接可靠，调整支架5是一个带有高低调整范围不小于50mm的支架。按对电视摄像机测试要求，从10个不同对比度的目标分划板中选取某一对比度分划板插入分划板组件安装槽1-2内，通过调整广角物镜组2的轴向位置确保由分划板上的目标从物镜组出射的光束为平行光。

所述分划板组件由分划板框和目标分划板组成。分划板上的目标制作考虑到对不同产品检测需求，当前常用的摄像机焦距范围在300mm-50mm之间，探测目标到摄像机前目标角度0.08毫弧度-0.25毫弧度，设置检测分划考虑到对未来摄像机探测目标角度可能的提高设置更宽的检测范围。其检测范围从0.045毫弧度-0.29毫弧度的范围更为合适，目标分级按1.1的比例分级可以较好的适应对不同电视的检测需求。

目标分划板采用亮背景暗目标，10种目标与背景对比度为3.6％、3.89％、4.2％、4.6％、5％、5.5％、6％、7.2％、10％、100％；分划板的不同对比度模拟在不同气象条件下目标的距离，其中100％对比度的分划板用于检测电视摄像机电视信号损失率。

目标分划板上设置有：该目标分划板的对比度、21种目标、目标识别参考线以及分辨力分划。

21种目标的直径为0.02mm、0.022mm、0.0242mm、0.0266mm、0.0292mm、0.0322mm、0.0354mm、0.0389mm、0.0428mm、0.047mm、0.0518mm、0.057mm、0.063mm、0.069mm、0.076mm、0.085mm、0.0935mm、0.103mm、0.11mm、0.121mm、0.131mm。每种目标3个,目标之间相差1.1倍数增大。

如图4所示，21种目标在目标分划板上的设置分布为：数字2下方的目标从上向下分别为直径0.02mm、0.022mm、0.0242mm三种目标，数字2.66下方的目标从上向下分别为直径0.0266mm、0.0292mm、0.0322mm三种目标,数字3.54下方的目标从上向下分别为直径0.0354mm、0.0389mm、0.0428mm三种目标，数字4.7下方的目标从上向下分别为直径0.047mm、0.0518mm、0.057mm三种目标，数字6.3下方的目标从上向下分别为直径0.063mm、0.069mm、0.076mm三种目标，数字8.5下方的目标从上向下分别为直径0.085mm、0.0935mm、0.103mm三种目标，数字11下方的目标从上向下分别为直径0.11mm、0.121mm、0.131mm三种目标。

目标识别参考线分为两组，如图5所示，在模拟目标右侧镀有一组长度2.8mm，宽度从0.02mm-0.12mm且按照0.01mm递增的横竖两个方向的目标识别参考线，如图6所示，在模拟目标左侧镀有另一组长度2.8mm，宽度从0.025mm-0.125mm且按照0.01mm递增的横竖两个方向的目标识别参考线。

分辨力分划分为两组：图7所示的是模拟目标表识2右侧的一组包括40线对/mm、33线对/mm、28线对/mm、23线对/mm、19线对/mm、16线对/mm 6种分辨力分划，图8所示的是模拟目标表识2左侧的另一组包括13线对/mm、11线对/mm、9.3线对/mm、7.8线对/mm、6.4线对/mm、5.4线对/mm 6种分辨力分划，用于检测电视摄像机的分辨能力。

本发明优选实施调整与使用方法：

优选实施调整方法如下：

将模拟外场目标成像特征的电视摄像机性能检测仪的镜管的物镜安装孔1-1置于平行光检查仪前，在物镜安装孔1-1中装入广角物镜组2，透光毛玻璃组件4于广角平行光管镜管的安装螺纹1-3处。在分划板组件安装槽1-2中插入目标分划板组件3，通过平行光检查仪检测从分划板的目标从广角物镜组2出射光的平行性，如不满足要求，通过调试广角物镜组2的径向位置使其满足要求。

优选使用方法说明如下：

将通用CCD摄像机光强度检测仪(专利号：ZL20091002338.9)的均匀光斑投射到模拟外场目标成像特征的电视摄像机性能检测仪的隔离外界景物成像的透光毛玻璃组件4的毛玻璃面上，将照度测量计的探头置于模拟外场目标成像特征的电视摄像机性能检测仪的广角物镜组2前的中心位置，通过通用CCD摄像机光强度检测仪控制从模拟外场目标成像特征的电视摄像机性能检测仪出射的光照度，通过通用CCD摄像机光强度检测仪控制测量时的照度。被检产品置于模拟外场目标成像特征的电视摄像机性能检测仪的物镜前方，当通过通用CCD摄像机光强度检测仪得到所检测的照度范围时，拿出照度计探头，按照测试需求插入不同对比度的目标分划板7，通过被捡产品观测目标分划板7上的不同目标，并通过对产品的对不同目标输出的视频信号检测电视摄像机产品探测的能力。通过从显示器上观测分辨力分划判别电视摄像机产品对不同对比度目标的分辨力。通过通用CCD摄像机光强度检测仪控制照度的变化测量不同使用照度条件下电视摄像机探测目标的能力。

Claims (1)

1.一种模拟外场目标成像特征的电视摄像机性能检测方法，其特征在于：

所述检测方法采用以下检测仪实现：

所述检测仪包括带调整机构的镜管支架(5)、广角平行光管镜管(1)、广角物镜组(2)、目标分划板组件(3)、透光毛玻璃组件(4)；

广角平行光管镜管(1)安装在镜管支架(5)上，广角物镜组(2)安装在广角平行光管镜管(1)的平行光射出端，透光毛玻璃组件(4)安装在广角平行光管镜管(1)的另一端；目标分划板组件(3)安装在透光毛玻璃组件(4)与广角物镜组(2)之间，目标分划板组件(3)上的目标从广角物镜组(2)出射的光束为平行光；

目标分划板组件(3)包括10个不同对比度的目标分划板，目标分划板采用亮背景暗目标，目标与背景对比度为3.6％、3.89％、4.2％、4.6％、5％、5.5％、6％、7.2％、10％、100％；目标分划板上设置有：该目标分划板的对比度、21种目标、目标识别参考线以及分辨力分划；21种目标的直径为0.02mm、0.022mm、0.0242mm、0.0266mm、0.0292mm、0.0322mm、0.0354mm、0.0389mm、0.0428mm、0.047mm、0.0518mm、0.057mm、0.063mm、0.069mm、0.076mm、0.085mm、0.0935mm、0.103mm、0.11mm、0.121mm、0.131mm；

21种目标在目标分划板上的设置分布为：数字2下方的目标从上向下分别为直径0.02mm、0.022mm、0.0242mm三种目标，数字2.66下方的目标从上向下分别为直径0.0266mm、0.0292mm、0.0322mm三种目标,数字3.54下方的目标从上向下分别为直径0.0354mm、0.0389mm、0.0428mm三种目标，数字4.7下方的目标从上向下分别为直径0.047mm、0.0518mm、0.057mm三种目标，数字6.3下方的目标从上向下分别为直径0.063mm、0.069mm、0.076mm三种目标，数字8.5下方的目标从上向下分别为直径0.085mm、0.0935mm、0.103mm三种目标，数字11下方的目标从上向下分别为直径0.11mm、0.121mm、0.131mm三种目标，每种目标个数为3个；

目标识别参考线分为两组：一组为长度2.8mm，宽度从0.02mm-0.12mm且按照0.01mm递增的横竖两个方向的目标识别参考线，另一组为长度2.8mm，宽度从0.025mm-0.125mm且按照0.01mm递增的横竖两个方向的目标识别参考线；

分辨力分划分为两组：一组包括40线对/mm、33线对/mm、28线对/mm、23线对/mm、19线对/mm、16线对/mm 6种分辨力分划，另一组包括13线对/mm、11线对/mm、9.3线对/mm、7.8线对/mm、6.4线对/mm、5.4线对/mm 6种分辨力分划；

所述检测方法为：

将通用CCD摄像机光强度检测仪的均匀光斑投射到所述模拟外场目标成像特征的电视摄像机性能检测仪的透光毛玻璃组件(4)的毛玻璃面上；

将照度测量计的探头置于所述模拟外场目标成像特征的电视摄像机性能检测仪的广角物镜组(2)前的中心位置；

通过所述通用CCD摄像机光强度检测仪控制从所述模拟外场目标成像特征的电视摄像机性能检测仪出射的光照度；

被检电视摄像机产品置于所述模拟外场目标成像特征的电视摄像机性能检测仪的物镜前方，当通过通用CCD摄像机光强度检测仪得到所检测的照度范围时，取出照度测量计探头，按照测试需求插入不同对比度的目标分划板，通过被检电视摄像机产品观测目标分划板上的不同目标，并根据被检电视摄像机产品对不同目标输出的视频信号检测电视摄像机产品的探测能力；通过从显示器上观测分辨力分划判别被检电视摄像机产品对不同对比度目标的分辨力；通过通用CCD摄像机光强度检测仪控制照度变化测量不同照度条件下被检电视摄像机探测目标的能力。