CN109309830A - 一种大视场微光摄像机分辨率测试装置及测试方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种大视场微光摄像机分辨率测试装置及测试方法，反射式分辨率靶板位于白色漫反射幕布前端中部，长焦准直透镜位于被测摄像机与反射式分辨率靶板之间，面光源投射系统的位置使得光源出射区域中心与反射式分辨率靶板的中心重合，且照射区域大小于白色漫反射幕布。面光源投射系统5的出射光强连续可调，反射式分辨率测试靶板8能够更换，大视场微光摄像机通过准直透镜组拍摄分辨率靶板进行微光摄像机不同照度下、不同对比度的分辨率测试。该装置实现简单，操作方便，对大视场微光摄像机在不同照度、不同对比度下的分辨率均可实现测试。

Description

一种大视场微光摄像机分辨率测试装置及测试方法

技术领域

本发明属于光电探测技术领域，涉及一种大视场微光摄像机分辨率测试装置及测试方法，是一种航空机载飞行员夜视系统大视场微光摄像机分辨率测量的一种大视场微光摄像机分辨率测试装置。

背景技术

飞行员夜视系统在战斗机、直升机、轰炸机和无人机等平台应用十分广泛，飞行员夜视系统作为飞机平台的眼睛，能够有效提升飞行员在黄昏、黎明、月光、星光等夜天光环境下驾驶飞机、执行作战任务的能力，进而提升作战飞机的夜视夜战能力。飞行员夜视系统作为作战飞机实现夜视夜战的重要装备，其利用目标及背景的自身反射(微光)或辐射(红外)所体现的物理特征，通过自动或人工判定目标，实现对目标的探测、识别等，为飞行员提供微弱光环境下目标景物的夜视图像。

为了使飞行员夜视系统能够较好的满足飞行员使用要求，通常采用大视场红外热像仪和大视场微光摄像机作为飞行员夜视系统的主要传感器。大视场微光摄像机，其利用目标及背景反射的月光、星光以及大气辉光等夜天光光谱，通过微光传感器进行光电转换、处理，输出视频信号给显示系统，从而使飞行员发现、识别目标和背景。大视场微光摄像机的在不同照度、对比度下的分辨率直接影响飞行员在各种微弱光场景对目标的发现和识别以及态势感知，进而影响飞机平台夜视夜战任务的完成，因此需要对大视场微光摄像机关键指标分辨率进行测试。传统测试装置采用弱光积分球单独照射靶标区域，大视场微光摄像机分辨率测试时拍摄的画面中心视场靶板区域亮、靶板周围区域暗导致的大视场微光摄像机中心区域局部饱和而无法实现分辨率准确测试，影响大视场微光摄像机探测性能指标的测量和评判，因此本文提出了一种大视场微光摄像机分辨率测试装置，从而解决了此类问题。

发明内容

要解决的技术问题

为了避免现有技术的不足之处，本发明提出一种大视场微光摄像机分辨率测试装置及测试方法，采用一组不同对比度的反射式分辨率靶板作为分辨率测试靶板，采用白色漫反射式幕布作为分辨率测试靶标背景，采用面光源投射系统作为大面积微弱光源，大面积微弱光源为反射式分辨率靶板以及白色漫反射幕布全区域提供连续可调照度的、均匀的微弱光照明，大视场微光摄像机通过长焦准直透镜拍摄分辨率靶板的时中心区域不局部过曝，进而实现大视场微光摄像机在不同照度、不同对比度下的分辨率测试。

技术方案

一种大视场微光摄像机分辨率测试装置，其特征在于包括长焦准直透镜4、面光源投射系统5、反射式分辨率靶板8和白色漫反射幕布9；反射式分辨率靶板8位于白色漫反射幕布9前端中部，白色漫反射幕布9作为反射式分辨率靶板8的背景；长焦准直透镜4位于被测摄像机与反射式分辨率靶板8之间，面光源投射系统5的位置使得光源出射区域中心与反射式分辨率靶板8的中心重合，且照射区域大小于白色漫反射幕布9。

所述长焦准直透镜4、面光源投射系统5和反射式分辨率靶板8下端设有调整支撑支架。

所述长焦准直透镜4下端支架安放于光学平台1上。

所述反射式分辨率靶板8为一系列不同对比度的反射式分辨率测试靶板。

一种利用所述大视场微光摄像机分辨率测试装置进行测试的方法，其特征在于步骤如下：

步骤1：反射式分辨率测试靶板8固定在靶板安装支架7上，并置于白色漫反射幕布9的中心区域位置，使得白色漫反射式幕布9成为分辨率测试靶标的背景；

所述白色漫反射式幕布9的尺寸能够匹配产品2拍摄的视场区域11；

由反射式分辨率测试靶板8和白色漫反射式幕布9共同组成分辨率靶板目标源；

步骤2：面光源投射系统5固定在面光源投射系统支架6上，位于反射式分辨率测试靶板8前端，但不在视场区域11之内；调整面光源投射系统5的光源出射区域中心与反射式分辨率测试靶板8的中心重合，面光源投射系统5照射区域10不小于白色漫反射式幕布9的区域；

所述面光源投射系统5在反射式分辨率测试靶板8的区域面积内照射为均匀照射，构成微弱光源；

步骤3：长焦准直透镜支架3置于光学平台1上，长焦准直透镜4固定在长焦准直透镜支架3上，调整长焦准直透镜4的光轴与反射式分辨率测试靶板8一致并使反射式分辨率测试靶板8处于长焦准直透镜4的焦平面上，组成准直组件；

步骤4：被测大视场微光摄像机2透过长焦准直透镜4拍摄反射式分辨率测试靶板8的图像，实现分辨率的测试；

所述面光源投射系统5的出射光强连续可调，并根据被测大视场微光摄像机2的视场区域调整与反射式分辨率测试靶板8之间的距离实现面光源投射系统投射区域10的大小调整，白色漫反射幕布9根据被测大视场微光摄像机2的视场区域进行大小匹配；

所述反射式分辨率测试靶板8为一系列不同对比度的反射式分辨率测试靶板，在系统不变时，更换靶板安装支架7上的反射式分辨率测试靶板8；

面光源投射系统5的出射光强连续可调，反射式分辨率测试靶板8能够更换，大视场微光摄像机通过准直透镜组拍摄分辨率靶板进行微光摄像机不同照度下、不同对比度的分辨率测试。

所述大面积微弱光源照射区域中的靶板区域均匀性应不低于90％，其它照射区域应不低于60％。

有益效果

本发明提出的一种大视场微光摄像机分辨率测试装置及测试方法，采用一组不同对比度的反射式分辨率靶板作为分辨率测试靶板，分辨率测试靶板安装固定在靶板支架上，采用白色漫反射式幕布作为分辨率测试靶标背景，采用面光源投射系统作为大面积微弱光源，大面积微弱光源为反射式分辨率靶板以及白色漫反射幕布全区域提供连续可调照度的、均匀的微弱光照明，长焦准直透镜组安装固定在光学平台上，并且光轴与分辨率测试靶板垂直且保证分辨率测试靶板位于长焦准直透镜组的焦平面上，大视场微光摄像机通过准直透镜组拍摄分辨率靶板进行微光摄像机不同照度下、不同对比度的分辨率测试。本装置中的白色漫反射式幕布和分辨率靶板能够覆盖大视场微光摄像机拍摄的全视场画面，大面积微弱光源的照明区域覆盖分辨率靶板和白色漫反射幕布，使大视场微光摄像机拍摄的画面均能够照亮，避免了采用弱光积分球单独照射靶标区域而引起大视场微光摄像机分辨率测试时中心视场靶板区域亮、靶板周围区域暗导致的大视场微光摄像机中心区域局部饱和而无法实现分辨率准确测试，该装置实现简单，操作方便，对大视场微光摄像机在不同照度、不同对比度下的分辨率均可实现测试。

本发明的优点是：第一、白色漫反射幕布和分辨率靶板为大视场微光摄像机提供能够覆盖微光摄像机全视场的、均匀的分辨率靶板目标源；第二、面光源投射系统为分辨率靶板目标源提供能够覆盖摄像机全视场的连续可调的、均匀的照明；第三、通过调整面光源投射系统的位置以及白色漫反射幕布的大小，能够满足不同视场微光摄像机分辨率测试的需求；第四、实现简单、操作方便。本发明不仅适用于大视场微光摄像机的分辨率测试，也适用于大视场微光夜视镜等微光夜视产品分辨率的测试。

附图说明

图1是本发明的系统示意图

图2是本发明分辨率靶板目标源示意图

图中：1为光学平台，2为大视场微光摄像机，3为长焦准直透镜支架，4为长焦准直透镜，5为面光源投射系统，6为面光源投射系统支架，7为靶板安装支架，8为不同对比度靶板，9为白色漫反射幕布，10为面光源投射系统投射区域，11为大视场微光摄像机视场区域。

具体实施方式

现结合实施例、附图对本发明作进一步描述：

参见图1，图2，本发明的一种大视场微光摄像机分辨率测试装置，其特点在于利用不同对比度的反射式分辨率靶板作为分辨率测试靶板，利用白色漫反射式幕布作为分辨率测试靶标背景，采用面光源投射系统作为大面积微弱光源为反射式分辨率靶板以及白色漫反射幕布全区域提供连续可调照度的、均匀的微弱光照明，结合长焦准直透镜，光学平台、面光源投射系统支架以及靶标支架等共同构成大视场微光摄像机分辨率测试装置。

通过靶板安装支架7上的U型槽将反射式分辨率测试靶板8安装固定在底部，通过U型槽能使不同对比度的反射式分辨率测试靶板8均安装固定在靶板安装支架7的同一位置，使白色漫反射式幕布9紧靠在反射式分辨率测试靶板8的后侧，并使反射式分辨率测试靶板8位于白色漫反射式幕布9的中心区域位置，白色漫反射式幕布9的大小能够匹配产品被测大视场微光摄像机2拍摄的视场区域视场区域11，靶板安装支架7、反射式分辨率测试靶板8和白色漫反射式幕布9共同组成分辨率靶板目标源，面光源投射系统5安装固定在面光源投射系统支架6上，面光源投射系统5的光源出射区域中心与反射式分辨率测试靶板8的中心基本重合，面光源投射系统5的照射区域10不小于白色漫反射式幕布9的区域，面光源投射系统5在反射式分辨率测试靶板8的区域面积内照射均匀照射，面光源投射系统5和面光源投射系统支架6共同构成微弱光源，通过长焦准直透镜支架3将长焦准直透镜4安装固定在光学平台1上，调整使长焦准直透镜4的光轴与反射式分辨率测试靶板8一致并使反射式分辨率测试靶板8处于长焦准直透镜4的焦平面上，光学平台1、长焦准直透镜支架3和长焦准直透镜4共同组成准直组件，产品被测大视场微光摄像机2透过长焦准直透镜4拍摄反射式分辨率测试靶板8，实现分辨率的测试，其中，面光源投射系统5的出射光强连续可调，并可根据被测大视场微光摄像机2的视场区域调整与反射式分辨率测试靶板8之间的距离实现区域10的大小调整，白色漫反射式幕布9根据被测大视场微光摄像机2的视场区域进行大小匹配，反射式分辨率测试靶板8为一系列，具有不同的对比度。

本发明的一种大视场微光摄像机分辨率测试装置设计方法如下：分辨率靶板为一系列不同对比度的反射式分辨率测试靶板，分辨率测试靶板通过安装支架的U型槽安装固定在靶板支架上，更换靶板时靶板相对靶板支架位置固定不变，白色漫反射式幕布作为分辨率测试靶标背景，位于分辨率靶板后侧，白色漫反射布区域应不小于被测大视场微光摄像机拍摄视场区域，面光源投射系统作为大面积微弱光源，大面积微弱光源为反射式分辨率靶板以及白色漫反射幕布区域提供连续可调照度的、均匀的微弱光照明，大面积微弱光源照射区域中心与分辨率测试靶板中心区域基本重合，大面积微弱光源照射区域面积不小于白色漫反射布区域，大面积微弱光源照射区域中的靶板区域均匀性应不低于90％，其它照射区域应不低于60％，长焦准直透镜组安装固定在光学平台上，并且光轴与分辨率测试靶板垂直且保证分辨率测试靶位于长焦准直透镜组的焦平面上，大视场微光摄像机通过准直透镜组拍摄分辨率靶板进行微光摄像机不同照度下、不同对比度的分辨率测试。

Claims (6)

1.一种大视场微光摄像机分辨率测试装置，其特征在于包括长焦准直透镜(4)、面光源投射系统(5)、反射式分辨率靶板(8)和白色漫反射幕布(9)；反射式分辨率靶板(8)位于白色漫反射幕布(9)前端中部，白色漫反射幕布(9)作为反射式分辨率靶板(8)的背景；长焦准直透镜(4)位于被测摄像机与反射式分辨率靶板(8)之间，面光源投射系统(5)的位置使得光源出射区域中心与反射式分辨率靶板(8的中心重合，且照射区域大小于白色漫反射幕布(9)。

2.根据权利要求1所述大视场微光摄像机分辨率测试装置，其特征在于：所述长焦准直透镜(4)、面光源投射系统(5)和反射式分辨率靶板(8)下端设有调整支撑支架。

3.根据权利要求2所述大视场微光摄像机分辨率测试装置，其特征在于：所述长焦准直透镜(4)下端支架安放于光学平台(1)上。

4.根据权利要求1所述大视场微光摄像机分辨率测试装置，其特征在于：所述反射式分辨率靶板(8)为一系列不同对比度的反射式分辨率测试靶板。

5.一种利用权利要求1～4所述任一项大视场微光摄像机分辨率测试装置进行测试的方法，其特征在于步骤如下：

步骤1：反射式分辨率测试靶板(8)固定在靶板安装支架(7)上，并置于白色漫反射幕布(9)的中心区域位置，使得白色漫反射式幕布(9)成为分辨率测试靶标的背景；

所述白色漫反射式幕布(9)的尺寸能够匹配产品(2)拍摄的视场区域(11)；

由反射式分辨率测试靶板(8)和白色漫反射式幕布(9)共同组成分辨率靶板目标源；

步骤2：面光源投射系统(5)固定在面光源投射系统支架上，位于反射式分辨率测试靶板(8)前端，但不在视场区域(11)之内；调整面光源投射系统(5)的光源出射区域中心与反射式分辨率测试靶板(8)的中心重合，面光源投射系统(5)照射区域(10)不小于白色漫反射式幕布(9)的区域；

所述面光源投射系统(5)在反射式分辨率测试靶板(8)的区域面积内照射为均匀照射，构成微弱光源；

步骤3：长焦准直透镜支架(3)置于光学平台(1)上，长焦准直透镜4固定在长焦准直透镜支架(3)上，调整长焦准直透镜(4)的光轴与反射式分辨率测试靶板(8)一致并使反射式分辨率测试靶板(8)处于长焦准直透镜(4)的焦平面上，组成准直组件；

步骤4：被测大视场微光摄像机(2)透过长焦准直透镜4拍摄反射式分辨率测试靶板(8)的图像，实现分辨率的测试；

所述面光源投射系统(5)的出射光强连续可调，并根据被测大视场微光摄像机(2)的视场区域调整与反射式分辨率测试靶板(8)之间的距离实现面光源投射系统投射区域(10)的大小调整，白色漫反射幕布(9)根据被测大视场微光摄像机(2)的视场区域进行大小匹配；

所述反射式分辨率测试靶板(8)为一系列不同对比度的反射式分辨率测试靶板，在系统不变时，更换靶板安装支架(7)上的反射式分辨率测试靶板(8)；

面光源投射系统(5)的出射光强连续可调，反射式分辨率测试靶板(8)能够更换，大视场微光摄像机通过准直透镜组拍摄分辨率靶板进行微光摄像机不同照度下、不同对比度的分辨率测试。

6.根据权利要求5所述方法，其特征在于：所述大面积微弱光源照射区域中的靶板区域均匀性应不低于90％，其它照射区域应不低于60％。