DE10118628C1 - Verfahren zum Erkennen spektral selektiver Infrarot-Strahler - Google Patents
Verfahren zum Erkennen spektral selektiver Infrarot-StrahlerInfo
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Abstract
Zum Erkennen von Flugkörpern werden i. A. sogenannte "Solar Blind"-(SB)-UV-Warner eingesetzt, die im SB-Spektralbereich arbeiten, in dem fast keine natürliche Strahlung auf der Erde vorkommt. Ein solcher Detektor sieht also kein Signal, es sei denn, ein Flugkörper-Triebwerk brennt, da dessen Triebwerk endliche Intensität im SB-Spektralbereich produziert. DOLLAR A Der Vorteil von IR-Detektoren gegenüber dem "Solar Blind"-Spektralbereich ist die im IR höhere Nachweisempfindlichkeit. Allerdings gibt es im IR viele natürliche Störquellen, die aufwendig korrigiert werden müssen. DOLLAR A Die Erfindung beschreibt ein Verfahren zum Erkennen spektral selektiver Infrarot-Strahler, wie z. B. heiße CO¶2¶-Gase aus Triebwerksbränden, mit einem IR-Detektor durch Kombination aus breitbandiger und spektral selektiver Analyse der Ausgangsdaten.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erkennen spektral selektiver Infrarot-
Strahler und dient insbesondere der Verbesserung von Warnsensoren gegen
Bedrohungen durch Flugkörper auf Basis von Infrarotdetektoren.
Aus dem Dokument US 5,555,464 ist eine Filteranordnung für eine Farb-CCD
Kamera bekannt, bei der eine regelmäßig angeordnete Vielzahl von
Bildelementen vorgesehen ist, die je für sich rot- und IR-empfindlich, grün- und
IR-empfindlich und blau- und IR-empfindlich sind. Die Filteranordnung ist dabei
so gestaltet, dass sie für die rot- und IR-empfindlichen Bildelemente nur Licht der
roten Wellenlänge und für die grün- und IR-empfindlichen und blau- und IR-
empfindlichen Bildelemente ausschließlich Licht der IR Wellenlänge passieren
lässt. So erhält man eine Kamera, insbesondere für Vegetationsanalysen, die
gleichzeitig Bilder im roten und infraroten Wellenlängenbereich aufzeichnen
kann.
Aus dem Dokument US 5,479,255 ist ein Verfahren zur multispektralen Analyse
eines optischen Signals bekannt, wobei zunächst eine spektrale Zerlegung des
Signals erfolgt und anschließend das Spektrum des Signals mit vorgegebenen, im
System hinterlegten Vergleichsspektren inklusive eines Hintergrundspektrums
verglichen wird. Zur Bewertung des Signal wird der Grad der Übereinstimmung
bzw. Korrelation ermittelt.
Aus dem Dokument DE 195 46 873 C1 ist ein Verfahren zur Bestimmung der
Entfernung bzw. der Geschwindigkeit einer Strahlungsquelle bekannt, bei dem
das Verhältnis der Strahlungsintensitäten zweier sich nicht überlappender
Wellenlängenbereiche im nahen Infrarot bestimmt wird. Daraus lässt sich für
aufeinanderfolgende Messzeiten die Entfernungsdifferenz, d. h. die
Relativgeschwindigkeit der Strahlungsquelle ermitteln.
Aus dem Dokument DE 40 35 324 A1 ist ein Verfahren zum Erfassen einer
Flamme in einem Brennraum bekannt, bei dem zwei Detektoren für zwei sich
nicht überlappende Wellenlängenbereiche vorgesehen sind. Aus dem Verhältnis
der beiden Strahlungsintensitäten wird auf das Vorhandensein einer Flamme im
Brennraum geschlossen.
Infrarot(IR-)Detektoren wandeln die auf sie treffende Wärmestrahlung in ein
elektrisches Ausgangssignal. Je nach Gerätetyp werden Einzel-Detektoren oder
Einfach- bzw. Mehrfach(TDI)-Zeilendetektoren mit opto-mechanischen Abtastern
(Scanner) eingesetzt, oder man nutzt - wo verfügbar - direkt zweidimensionale
Detektoren, sogenannte FPA's, die die auftreffende Bildinformation mit
mechanischer Abtastung (Microscan zur Erhöhung der effektiven Bildpunktezahl)
oder direkt ohne mechanische Abtasthilfen in ein zweidimensionales Bild
wandeln. Die elektrischen Ausgangsdaten der Detektoren werden digitalisiert, und
stehen in dieser Form zur digitalen Nachbearbeitung bereit. Die vorliegende
Erfindung stellt eine spezielle Form der Nachbearbeitung solcher digitalisierten
Daten dar. Die Nachbearbeitung der Bilddaten erfolgt in einem geeigneten
Rechenwerk, das die notwendig hohe Rechenleistung bietet, und im folgenden als
DSP bezeichnet wird.
IR-Detektoren werden für militärische See-, Land- und Luftfahrzeuge zunehmend
als Warnsensoren gegen Flugkörperbedrohungen eingesetzt. Der Vorteil von IR-
Detektoren gegenüber den bisher bekannten Warnern im ultravioletten, dem
sogenannten "Solar Blind"-, Spektralbereich ist die im IR höhere
Nachweisempfindlichkeit. Ursache hierfür ist, dass jedes Flugkörpertriebwerk
CO2 heiß und unter hohem Druck ausstößt, und CO2 eine sehr helle IR-
Strahlungsquelle bei ca. 4.5 µm Wellenlänge darstellt, wegen der rotverschobenen
Emissionsbande des Gases "Red Spike". In diesem Spektralbereich ist zudem die
Erdatmosphäre sehr gut transparent, so dass die Strahlung über große
Entfernungen detektiert werden kann. Zum Einsatz kommen hier im allgemeinen
IR-Detektoren im mittleren Spektralbereich (MWIR) von typisch 3.4-5.0 µm
Wellenlänge, was gerade dem Bereich guter Atmosphärentransmission angepasst
ist.
Nachteil der bekannten IR-Detektoren ist, dass es starke Störquellen gibt, die
Fehlalarme auslösen und durch Algorithmen oder spezielle Verifikationssensoren
individuell überprüft werden müssen. Quellen für Fehlalarme sind z. B. Vögel in
geringer Entfernung, die eine vergleichbare Signatur liefern wie ein sehr weit
entfernter Flugkörper, generell heiße Objekte und am kritischsten, da
Warnsensoren auch bei Tage arbeiten müssen, Sonnenreflexe. Die Sonne
erscheint als 6000 K Strahler und ist eine extrem helle IR-Quelle. Selbst nach
Reflexionsverlusten der Sonnenintensität an Blätter oder auf Wasseroberflächen
erscheint das Reflexbild der Sonne sehr hell und gibt Anlass zu zahllosen
Fehlalarmen. Dies ist der primäre Nachteil der derzeitigen IR-Warnsensoren, die
Reduktion der Fehlalarme durch Algorithmen und Verifikationsdetektoren ist
bislang nicht effektiv genug.
Der große Vorteil der "Solar Blind" (SB) UV-Warner besteht nun gerade darin,
dass im SB Spektralbereich fast keine Strahlung auf der Erde natürlich vorkommt.
Ein solcher Detektor sieht also kein Signal, es sei denn, ein Flugkörper-Triebwerk
brennt, da dessen Triebwerk endliche Intensität im SB Spektralbereich produziert.
Die nachgeschaltete Algorithmik hat folglich nur das Auswerten der gefundenen
Ereignisse zu erledigen, eine Unterdrückung von Fehlalarmen ist nahezu
überflüssig.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren anzugeben, mit dem die
Unterscheidung spektral selektiv strahlender IR Quellen, wie z. B. heißer CO2
Quellen, von anderen Strahlungsquellen im IR Spektralbereich sicher gelingt.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1
gelöst. Die vorteilhafte Ausgestaltung erfolgt gemäß den Merkmalen der
abhängigen Ansprüche.
Fig. 1 zeigt Strahlungsverteilungen von verschieden heißen Schwarzen
Strahlern;
Fig. 2 zeigt die schematische Strahlungsverteilungen eines Triebwerks
eines Flugkörpers und eine Absorptionslinie von CO2;
Fig. 3 zeigt eine Kurve des für eine Plancksche-Strahlungsverteilung
errechneten Quotienten des roten und blau Bandes;
Fig. 4 zeigt ein Ablaufdiagramm von der Szene bis zum Bild;
Fig. 5 zeigt eine Kurve des Quotienten der Ausgangssignale nach der
Erfindung;
Fig. 6a zeigt die Abbildung einer Szene im breitbandigen Bereich;
Fig. 6b zeigt die Szene aus 6a nach dem vorliegenden Verfahren;
Fig. 6c zeigt die Szene aus 6b mit Schwellwert 100.
Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels unter
Zuhilfenahme der Figuren erläutert.
Die Grundidee der Erfindung beruht auf der besonderen spektralen Charakteristik
der IR Strahlung von Flugkörper Abgas und natürlichen Objekten bzw.
Sonnenreflexen. Dies wird anhand der Fig. 1 und 2 erläutert. Das Diagramm der
Fig. 1 zeigt schematisch Strahlungsverteilungen von verschieden heißen
Objekten in der Näherung, dass sich diese wie Schwarze Strahler verhalten,
insbesondere von Raumtemperaturobjekten (300 K) und der Sonne (6000 K). Der
wichtige MWIR Bereich ist symbolisch in 3 Farben Rot, Grün und Blau
aufgeteilt. Rot reicht von ca. 4.2-5 µm, Grün von ca. 4.0-4.2 µm und Blau von ca.
3.4-4. µm. Man erkennt, dass raumtemperaturnahe Objekte im roten Band
geringfügig mehr Strahlung emittieren als im blauen, und bei der Sonne
umgekehrt der blaue Teil dominiert.
Das Diagramm der Fig. 2 zeigt schematisch die Strahlungsverteilungen eines
Triebwerks eines Flugkörpers und dazu die Absorptionslinie von CO2 in diesem
Bereich. Aufgrund der spektralen Schwächungscharakteristik der Atmosphäre
erscheint in größeren Distanzen das Triebwerk des Flugkörper im roten Band um
Größenordnungen heller als im blauen.
Man erhält also objektspezifische Informationen, indem man den breitbandigen
MWIR Bereich eines Detektors durch vorgeschaltete Filter sequentiell in
Teilbereiche zerlegt. Dies ist der Realisierungsansatz der Erfindung.
Im Diagramm von Fig. 3 ist als Kurve der für eine Plancksche-
Strahlungsverteilung errechnete Quotient Rot/Blau gezeichnet. Das Interessante
an dieser Kurve ist, dass durch die Quotientenbildung alle multiplikativen
Konstanten wie die sogenannte Emissivität der Objekte und die Schwächung der
IR-Strahlung durch die Atmosphäre wegfallen, sodass eine einfache Zahl entsteht,
die das Objekt klassifiziert. Man kann unmittelbar 3 wesentliche Bereich
unterscheiden:
- - Sonnenreflexe liegen bei kleinen Werten um 0,5
- - natürliche Szenen, die sich im Bereich -50 . . . +65°C abspielen liegen von 4-14
- - alle Werte < 14 kommen in der Natur faktisch nicht vor, und deuten auf heißes CO2 hin, können folglich als Warnsensor-Signaturen genutzt werden.
Der Nachteil dieses Ansatzes zur Klassifikation besteht in der unzureichenden
Realisierbarkeit. Als direktes Signal eines IR Detektors misst man nicht
unmittelbar den in der Abbildung ausgewerteten Strahlungsfluss, sondern den
Fluss verziert mit additiven und multiplikativen Konstanten. Dies wird anhand
Fig. 4 erläutert. Ein Objekt leuchtet selbst mit einer gewissen Temperatur T und
Emissivität ε. Zusätzlich sieht der IR-Detektor auch das von der Umgebung Tenv
und der Sonne Tsun reflektierte Licht des Objektes. Es liegt also eine Mischung
aus Eigenstrahlung Φ und reflektierter Strahlung Φsun, Φenv vor, die besonders bei
einem kalten Objekt und heller Sonne beträchtlich sein kann. Die Strahlung wird
auf ihrem Weg vom Objekt zum Detektor durch die Atmosphäre geschwächt:
ΦD(λ) = τ(λ).Φ(λ)
und im Detektor zum einen spektral als Integral über der nachgewiesenen
Wellenlänge und zum anderen im Integrationskondensator des Bildpunktes als
Funktion der Zeit aufintegriert:
Die physikalische Interpretation des mathematisch als untere Integrationsgrenze
eingeführten Terms I0 ist Dunkelstrom, d. h. Strom der im Bildpunkt aufintegriert
wird, aber keine IR Signatur enthält. Bei den derzeit verfügbaren MWIR
Detektoren ist I0 vernachlässigbar klein und wird für die folgenden Argumente
ignoriert. Generell ist der Dunkelstrom keine Funktion der Wellenlänge der
detektierten Strahlung und daher für alle detektierten Bandbreiten konstant.
Die Integration des Signals über der Zeit im Kondensator des Bildpunktes (Pixel)
liefert auch eine Integrationsgrenze U0, die physikalisch als Gleichspannungs-
(Offset-)Fehler interpretiert wird. Dieser Offset-Fehler ist i. A. in jedem Bildpunkt
verschieden und wird zum Erzeugen eines Bildes rechnerisch nach geeigneter
Kalibrierung korrigiert. Man spricht hierbei von der Inhomogenitätskorrektur (non
uniformity correction, NUC). Entscheidend ist nun, dass, unter der Annahme, dass
die Emissivität im MWIR eine vernachlässigbare spektrale Abhängigkeit zeigt,
und unter der o. g. Vernachlässigung von I0 der Offset-Fehler U0 keine spektrale
Abhängigkeit hat. D. h. der U0 Offset-Fehler ist für alle Farben identisch, die man
aus einem breitbandigen Detektor ausfiltert. Neben dem Offset-Fehler hat ein
Detektor i. A. einen Verstärkungs-(Gain-)Fehler aufgrund der Streuung der
Vorfaktoren (in Fig. 4) von Pixel zu Pixel die ebenfalls im Pixel keine spektrale
Abhängigkeit zeigen, aber von Pixel zu Pixel streuen und per NUC für ein IR-Bild
behoben werden müssen.
Das Verfahren beruht nun darauf, dass man die Szene mit einem MWIR Detektor
unmittelbar aufeinander folgend breitbandig (bb) und selektiv im roten und blauen
Band betrachtet. Die schnelle Folge ist nötig, damit sich das Objekt während des
Filterwechsels nicht verändert und die Aussage wirklich nur die verschiedenen
Farben berücksichtigt.
Man bildet den Quotienten der Ausgangssignale (Ublau - Ubb)/(Urot - Ubb) des
Detektors. Unter den o. g. Annahmen fallen alle additiven und multiplikativen
Konstanten heraus und dieser Term ist äquivalent zum Quotienten der Differenzen
der Strahlungsflüsse (Φblau - Φbb)/(Φrot - Φbb), dessen Verlauf in Fig. 5 für einen
Planckschen Strahler analog zum Diagramm der Fig. 3 als Kurve errechnet ist.
Der Verlauf der Kurve nach Fig. 5 bietet eine ähnlich klare Möglichkeit zum
Trennen verschiedener Szenarien wie der direkte Quotient der Flüsse gemäß der
Kurve aus Fig. 3:
- - natürliche Szenen zwischen -50 . . . 65°C liegen bei Werten zwischen 3-6;
- - die Sonne liegt bei sehr niedrigen Werten um 0,7;
- - alle Werte über 6 kommen in der Natur faktisch nicht vor und sind Indikatoren für heißes CO2, d. h. eine Bedrohung aus Sicht der Warnsensorik.
Die Funktion des Verfahrens wurde an einer Szenerie mit einem Fahrzeug bei
hellem Sonnenschein mit einem Gasbrenner auf der Ladefläche getestet
Die Gasflamme erscheint im Bild der Fig. 6a, das den breitband-IR-Teil zeigt,
als helle Fläche, vergrößert durch optisches Übersprechen in der Optik aufgrund
der hohen Kontraste der heißen Flamme gegen den viel kälteren Hintergrund.
Der Sonnenreflex auf der Front des Fahrzeuges erscheint ebenso hell wie die
Flamme, eine Unterscheidung ist so also nicht möglich. Dies ist die typische
Situation beim Einsatz breitbandiger IR-Warnsensorik.
Die Fig. 6b zeigt dieselbe Szene wie in Fig. 6a in einer Darstellung des
Quotienten wie oben diskutiert. Die Darstellung ist auf Werte von 3 . . . 18 maskiert,
alle anderen Bereiche sind schwarz (zu kleine Werte) oder weiß (zu hohe Werte).
Man erkennt nun deutlich Unterschiede:
- - die natürliche Szenerie liegt im erwarteten Wertebereich, ist lediglich leicht verschoben, da das anhand Fig. 4 diskutierte Streulicht der Eigenstrahlung der Objekte überlagert ist;
- - die Sonnenreflexe liegen unterhalb des Darstellbereiches bei sehr kleinen Werten und sind schwarz dargestellt;
- - die Flamme erscheint mit Werten von 3000-8000 weit außerhalb der natürlichen Umgebung und kann klar als "Bedrohung" diskriminiert werden, zusätzlich ist das Überstrahlen der Flamme aus dem Breitband-Bild der Fig. 6a verschwunden und man kann genau die Umrisse der Flamme sehen.
In Fig. 6c ist lediglich der Wertebereich < 100 dargestellt. Man hat hier ein leeres
Bild, in dem lediglich die Flamme erhalten bleibt.
Das Verfahren liefert folglich die gleichen Vorzüge wie ein SB Warnsensor, alle
natürliche Szenerie wird unterdrückt, Sonnereflexe können klar gegen heiße Spots
durch "Bedrohungen" diskriminiert werden und die "Bedrohung" kann völlig aus
der Szene isoliert werden.
Ein weiterer Vorteil des Verfahrens ist, dass der Detektor keine NUC benötigt.
Dies ist eine Folge der Differenz- und Quotientenbildung, bei der alle
pixelindividuellen Gain- und Offsetfehler eliminiert werden. Das Verfahren liefert
folglich ohne jegliche Kalibrierung optimale Bilddaten und ist völlig
langzeitstabil.
Da bei dem Verfahren sequentiell breitbandig und spektral selektiv jedes Pixel
vermessen wird, kann man aus diesen Werten durch zeitliche pixelweise
Mittelung geeigneter Rechengrößen umgekehrt die optimalen NUC Koeffizienten
des IR-Detektors ermitteln, da 3 Meßgrößen in Form von bb, rotes und blaues
Band pro Pixel bekannt sind, aus denen die 2 Unbekannten, Gain und Offset,
hervorgehen. Das Verfahren ermöglicht so ohne jegliche NUC und Kalibrierung
des IR-Detektors eine Kombination aus Warnsensorik und bildgebendem
Wärmebildgerät, das den Nutzer mit einem hochaufgelösten Wärmebild versorgt,
in dem durch geeignete Darstellung die "Bedrohung" angezeigt werden kann.
Claims (8)
1. Verfahren zum Erkennen spektral selektiver Infrarot-Strahler, wie zum
Beispiel heißer CO2-Gase aus Triebwerksbränden, wobei mit einem IR-Detektor
unmittelbar aufeinanderfolgend ein breitbandiges Bild und ein Bild in einem
Teilband des breitbandigen Bildes aufgenommen wird und eine Kombination aus
breitbandiger und spektral selektiver Analyse der Bilddaten aus jeweils demselben
Bildpunkt erfolgt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei eine Kombination einer Differenz- und
Quotientenbildung der in einem Bildpunkt breitbandig und spektral selektiv
aufgenommenen Strahlungsleistung ohne Kalibrierung und
Inhomogenitätskorrektur (NUC) des IR-Detektors erfolgt.
3. Verfahren zum Klassifizieren von Objekten in Wärmebildern, wobei mit einem
IR-Detektor unmittelbar aufeinanderfolgend ein erstes breitbandiges Bild (bb), ein
zweites Bild im langwelligen Teilband (rot) des breitbandigen Bilds und ein
drittes Bild im kurzwelligeren Teilband (blau) des breitbandigen Bilds
aufgenommen wird, wobei der Detektor für jedes Bild und jeden Bildpunkt ein
Ausgangssignal U aufweist und wobei anschließend für jeden Bildpunkt der
Quotient der Ausgangssignale (Ublau - Ubb)/(Urot - Ubb) des IR-Detektors gebildet
wird und die Klassifikation der Objekte anhand des Quotienten erfolgt.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Quotienten der
Ausgangssignale (Ublau - Ubb)/(Urot - Ubb) für heißes CO2-Gas sehr große Werte
annimmt.
5. Verfahren zum Klassifizieren von Objekten in Wärmebildern, wobei mit einem
IR-Detektor unmittelbar aufeinanderfolgend ein erstes breitbandiges Bild (bb), ein
zweites Bild im langwelligen Teilband (rot) des breitbandigen Bilds und ein
drittes Bild im kurzwelligeren Teilband (blau) des breitbandigen Bilds
aufgenommen wird, wobei IR-Detektor für jedes Bild und jeden Bildpunkt ein
Ausgangssignal U aufweist und wobei anschließend für jeden Bildpunkt der
Quotient der Ausgangssignale (Urot - Ubb)/(Ublau - Ubb) des IR-Detektors gebildet
wird und die Klassifikation der Objekte anhand des Quotienten erfolgt.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Quotient der
Ausgangssignale (Urot - Ubb)/(Ublau - Ubb) für heißes CO2-Gas sehr kleine Werte
annimmt.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 3-6, dadurch gekennzeichnet, dass die
drei aufeinanderfolgenden Bilder (bb, rot, blau) durch Wechsel eines Filters vor
dem IR-Detektor erzeugt werden.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 3-7, dadurch gekennzeichnet, dass aus
den drei aufeinanderfolgenden Bildern (bb, rot, blau) die Faktoren für die
Inhomogenitätskorrektur (NUC) des IR-Detektors bestimmt werden.
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| DE10118628A DE10118628C1 (de) | 2001-04-12 | 2001-04-12 | Verfahren zum Erkennen spektral selektiver Infrarot-Strahler |
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Publications (1)
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|---|---|
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| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE10118628C1 (de) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10340515B4 (de) * | 2003-09-03 | 2007-04-19 | Carl Zeiss Optronics Gmbh | Verfahren und Einrichtung zur Inhomogenitätskorrektur und Kalibrierung von optronischen Kameras mit Hilfe aufgenommener Bilder und Darstellen physikalischer Größen |
| US20130235211A1 (en) * | 2010-07-13 | 2013-09-12 | Thales | Multifunctional Bispectral Imaging Method and Device |
| DE102016013960A1 (de) * | 2016-11-23 | 2018-05-24 | Hensoldt Sensors Gmbh | Infrarot-optisches System zur Raketenwarnung sowie Verfahren zum Einsatz eines solchen Systems |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4035324A1 (de) * | 1989-11-10 | 1991-05-16 | Smiths Industries Plc | Verfahren und schaltungsanordnung zum erfassen einer flamme |
| US5479255A (en) * | 1992-12-17 | 1995-12-26 | Trw Inc. | Multispectral signature extraction technique |
| US5555464A (en) * | 1995-07-28 | 1996-09-10 | Lockheed Martin Corporation | Red/near-infrared filtering for CCD cameras |
| DE19546873C1 (de) * | 1995-12-15 | 1997-05-15 | Daimler Benz Aerospace Ag | Verfahren zum Bestimmen der Entfernung eines durch die Atmosphäre fliegenden Objektes und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens |
-
2001
- 2001-04-12 DE DE10118628A patent/DE10118628C1/de not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4035324A1 (de) * | 1989-11-10 | 1991-05-16 | Smiths Industries Plc | Verfahren und schaltungsanordnung zum erfassen einer flamme |
| US5479255A (en) * | 1992-12-17 | 1995-12-26 | Trw Inc. | Multispectral signature extraction technique |
| US5555464A (en) * | 1995-07-28 | 1996-09-10 | Lockheed Martin Corporation | Red/near-infrared filtering for CCD cameras |
| DE19546873C1 (de) * | 1995-12-15 | 1997-05-15 | Daimler Benz Aerospace Ag | Verfahren zum Bestimmen der Entfernung eines durch die Atmosphäre fliegenden Objektes und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10340515B4 (de) * | 2003-09-03 | 2007-04-19 | Carl Zeiss Optronics Gmbh | Verfahren und Einrichtung zur Inhomogenitätskorrektur und Kalibrierung von optronischen Kameras mit Hilfe aufgenommener Bilder und Darstellen physikalischer Größen |
| US20130235211A1 (en) * | 2010-07-13 | 2013-09-12 | Thales | Multifunctional Bispectral Imaging Method and Device |
| DE102016013960A1 (de) * | 2016-11-23 | 2018-05-24 | Hensoldt Sensors Gmbh | Infrarot-optisches System zur Raketenwarnung sowie Verfahren zum Einsatz eines solchen Systems |
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