[发明专利]光电跟踪设备对低对比度目标捕获能力的检验方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种光学仪器检测方法，特别涉及一种光电跟踪测量设备对低对比度目标捕获能力的检验方法。

背景技术

光电跟踪测量设备用来实现对某一运动目标(如天空飞行的目标和地面行进的目标)进行自动跟踪和位置测量。光电跟踪测量设备能达到的跟踪距离及跟踪过程的稳定性等仪器性能与所跟踪的目标对比度有关，当目标对比度很低时，光电跟踪测量设备将无法探测到目标的存在，或者可以探测到目标但捕获的能力下降，从而影响跟踪的稳定性。因此光电跟踪测量设备对低对比目标的捕获识别能力是设备总体的一项重要指标(以下简称目标对比度指标)，它直接影响光电跟踪测量设备的跟踪性能和跟踪距离。一般对光电跟踪测量设备电视系统的目标对比度指标要求为优于3％。

研究和检验目标对比度指标是为了考察电视系统对弱目标信号的探测和捕获能力。影响目标对比度的因素有光学镜头的成像质量、透过率、杂散光系数、系统的信噪比、图像处理算法等多个方面。目前实验室使用的验证方法是利用一个已知信噪比的模拟电信号，直接检验图像处理器能否对此信号进行捕获，这种验证没有包含光学系统、电视传感器及电路噪声信号对目标对比度的影响，不能真实反映电视系统的整体性能，此外这种方法不能检验数字信号的电视系统。

有文献报道便携式可调对比度目标源，用来检验光学镜头最小可分辨对比度，它采用两个重叠积分球，测试靶标(靶标为空间频率板)放在两个积分球中间，用一个照明光源通过分光的方式为两个积分球照明，通过调整供电电源的电压和衰减片改变两个积分球的亮度及靶标对比度。

这种装置用来检验小型目视光学镜头最小可分辨对比度，两个积分球的照明亮度很低，最大亮度只能达到200cd/m²，而检验光电设备时，需要模拟天空的最大亮度(约8000cd/m²)，因此这种装置的原理不能满足我们的需求。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种能够连续调节背景与目标的辐亮度，从而精确检测光电跟踪设备捕获能力的光电跟踪设备对低对比度目标捕获能力的检验方法。

为了解决上述技术问题，本发明的光电跟踪设备对低对比度目标捕获能力的检验方法包括下述步骤：

将目标安装在目标积分球与背景积分球之间，并使其位于准直物镜的焦面上；

打开背景积分球上的内置光源和外置光源；

调节背景积分球上的光阑控制外置光源进入背景积分球的光通量，使背景积分球的辐亮度值连续变化，直至光谱辐亮度计测量的辐亮度值达到设定的背景亮度N₀；

打开目标积分球上的外置光源，对目标进行照明；

调节目标积分球上的光阑控制进入目标积分球的光通量，使辐亮度值连续变化，直至光谱辐亮度计测量的辐亮度值达到设定的目标亮度N₁；

计算目标与背景的对比度C：

C=N0-N1N0+N1]]>

使被检光电跟踪设备光学系统对准准直物镜，对目标成像，检验该光电跟踪设备对该已知对比度目标的捕获状态，反复调整目标积分球上光阑的通光口径，连续改变目标与背景的对比度，直至该光电跟踪设备能够捕获到对比度最小时的目标；此时，目标与背景的对比度值即为该光电跟踪设备对低对比度目标捕获识别能力的实际测试值。

本发明通过调节光阑的通光口径控制外置光源进入背景积分球的光通量，连续改变背景积分球的辐亮度，可以模拟任意时刻天空背景的亮度，并且通过调节光阑的通光口径控制外置光源进入目标积分球的光通量，连续改变目标积分球的辐亮度，从而得到不同的目标与背景的对比度，实现了对比度的连续变化，为检验光电跟踪设备对低对比度目标捕获能力提供了光学可度量的精确基准。

所述背景积分球上的内置光源和外置光源、目标积分球上的外置光源都采用精密控制电源供电，以保证两个积分球的光谱辐亮度的稳定性。

所述外置光源采用卤素灯，该卤素灯位于抛物镜的焦点上。