كيف يمكن الحصول على صور بالأشعة تحت الحمراء عالية الدقة لمسافات طويلة؟

مثل كاميرا الضوء المرئي، يقوم النظام البصري في كاميرا التصوير الحراري بالأشعة تحت الحمراء بتركيز الأشعة تحت الحمراء ذات الطول الموجي المحدد على كاشف الأشعة تحت الحمراء، من خلال التحويل الكهروضوئي ومعالجة الصور، لتكوين صورة مرئية. بسبب محدودية أجهزة الكشف بالأشعة تحت الحمراء، قد تكون قدرة الدقة التفصيلية لكاميرات التصوير الحراري بالأشعة تحت الحمراء أسوأ من قدرة كاميرات الضوء المرئي.

في الواقع، توفر عدسة التكبير المستمر بالأشعة تحت الحمراء وظائف جيدة لكاميرات التصوير الحراري عالية الأداء، وهي مناسبة للمستخدمين لتتبع أو مراقبة الأهداف على مسافة طويلة، أو مراقبة الأهداف القريبة بالتفصيل. من خلال التكبير المستمر، يمكن لكاميرا التصوير الحراري تحليل خصائص الهدف المتحرك بناءً على معلومات الموقع الزماني والمكاني (TSPI).

على سبيل المثال، إذا كانت كاميرات التصوير الحراري بالأشعة تحت الحمراء المستخدمة في قياس مدى الرماية تريد رؤية الطائرة بوضوح على بعد عدة كيلومترات، ولكنها تريد أيضًا رؤية القذائف قصيرة المدى وصغيرة الحجم. يتطلب كلا هذين القياسين أنظمة عالية الدقة.

ولتحقيق هذه القدرة، يحتاج الهدف إلى شغل عدد أكبر من وحدات البكسل على الكاشف، ومن الضروري وجود مصفوفة واسعة النطاق من كاشف الأشعة تحت الحمراء. بالإضافة إلى ذلك، فإن درجة البكسل الصغيرة للكاشف والنظام البصري ذو البعد البؤري الطويل مفيد جدًا أيضًا. فيما يلي العوامل التي تؤثر على دقة صور الأشعة تحت الحمراء لمسافات طويلة وطريقة الضبط.

مجال الرؤية لحظية

يتم تحديد الدقة المكانية لكاميرا الأشعة تحت الحمراء من خلال مجال الرؤية اللحظي (IFOV). مجال الرؤية اللحظي هو زاوية استقبال الضوء في مجال المراقبة لبكسل كشف واحد في الكاشف. فهو يحدد المنطقة اللحظية للهدف الذي يتم ملاحظته على مسافة معينة. هذه المنطقة هي أصغر وحدة يمكن للمستشعر تمييزها.

يمكننا أن نتخيل أنه يتم إسقاط مخروط من البكسل الموجود على الكاشف على الجسم المصور. المساحة الموجودة في نهاية المخروط هي مجال الرؤية اللحظية، أي حجم المساحة التي يمكن رؤيتها بواسطة كل بكسل. كلما كان IFOV أصغر، كلما كان الحد الأدنى للوحدة القابلة للحل أصغر، وكلما زادت الدقة المكانية للصورة. يعتمد نطاق مجال الرؤية (IFOV) على نظام الاستشعار البصري وحجم الكاشف. كلما كان حجم البكسل أصغر والبعد البؤري أطول، كانت المنطقة أصغر، وبالتالي يمكن للهدف المرصود أن يشغل المزيد من وحدات البكسل على الكاشف.

مع تطور التكنولوجيا، أصبحت درجة البكسل للكاشف أصغر فأصغر، وتم تقليل درجة البكسل من 30 ميكرومتر الأصلي إلى 15 ميكرومتر، أو حتى 10 ميكرومتر. يوفر الجمع بين كاشف بكسل صغير وعدسة ذات طول بؤري طويل ضمانًا للأجهزة للحصول على صور عالية الدقة من مسافة طويلة.

يصعب على كاشفات البكسل الصغيرة تحقيق تصوير عالي السرعة للأهداف مع توفير دقة مكانية أعلى. في التصوير عالي السرعة، يكون وقت التكامل قصيرًا جدًا، لذا تحتاج الكاميرا إلى التقاط أكبر قدر ممكن من الضوء في أسرع وقت ممكن، الأمر الذي يتطلب وحدات بكسل أكبر. ومع ذلك، فإن معظم تطبيقات التصوير لمسافات طويلة لا تتطلب سرعة عالية، ولن تتحرك الأجسام المتحركة على مسافة على الكاشف بنفس سرعة تحرك الأجسام القريبة. ولذلك، فإن حجم البكسل الأصغر مقبول بشكل عام.

معلومات الموقع الزماني والمكاني (TSPI)

يعد البعد البؤري للعدسة عاملاً رئيسياً في التصوير لمسافات طويلة. عند اكتشاف وتحديد الأهداف من أنواع مختلفة ومسافات مختلفة، يختلف البعد البؤري للمعدات المطلوبة أيضًا. إذا تم تحديد حجم الهدف، يمكن للمستخدم حساب مسافة الهدف من خلال البعد البؤري المعروف. عندما يتحرك جسم ما، مثل طائرة تتحرك باتجاه الراصد أو بعيدًا عنه، تكون ميزة استخدام عدسة تكبير مستمرة ذات تركيز بؤري ممتاز واضحة للغاية.

وبهذه الطريقة، يمكن تتبع الهدف في كل نقطة زمنية، ويمكن حفظ هذه المعلومات كجزء من البيانات المصدر للصورة، وبالتالي توفير TSPI رئيسي للهدف. يمكن لإخراج التركيز البؤري الفعال أن يخبر المستخدم بمسافة الهدف، ويمكن للمستخدم أيضًا الحكم على حجم الهدف وفقًا لنسبة مجال الرؤية التي يشغلها.

للحصول على معلومات وقت TSPI، يمكن للمستخدمين توصيل الكاميرا بجهاز يوفر رمز الوقت IRIG-B، ويوفر جهاز IRIG مرجعًا لمزامنة الوقت. على سبيل المثال، يوفر IRIG-B إشارات بمعدل 100 نبضة في الثانية. ومن خلال تجميع جهاز IRIG-B مع كاميرا ذات عدسة تكبير مستمرة، يمكن للمستخدمين معرفة مسافة هدفهم في أي وقت.

تتيح هذه المعلومات للمستخدمين تحليل البيانات بشكل أكثر فعالية. على سبيل المثال، من خلال معرفة مسافة الهدف، يمكنهم حساب سطوع إشعاعه. يتأثر حساب سطوع الإشعاع بكمية الغلاف الجوي بين الجسم والكاشف. من خلال الاختبارات المذكورة أعلاه، عندما يحدد الباحثون المسافة، يمكنهم استخدام برنامج الإرسال الجوي لمحاكاة البيئة الجوية وتعويض معلومات المسافة التي تم الحصول عليها.

منصة مستقرة

عندما تستخدم الكاميرا طولًا بؤريًا طويلًا جدًا لتتبع الهدف، يكون استقرار المنصة أمرًا ضروريًا. الحركة الطفيفة للكاميرا تعني أن المنطقة التي يتم تصويرها ستخضع لتغييرات جذرية، مما قد يؤدي إلى فقدان الهدف بالكامل. يمكن لمنصة التتبع المستقرة عالية الدقة أن توفر دقة إشارة دقيقة مع الحفاظ على استقرار الكاميرا.

في الواقع، تستخدم الكاميرات المستخدمة في أنظمة التتبع بشكل عام عدسات ذات طول بؤري طويل. يستخدم برنامج معالجة التتبع وضع التعرف على الهدف ويتنبأ بدرجة إزاحة الهدف من إطار إلى آخر. يتم بعد ذلك إرسال هذه المعلومات مرة أخرى إلى منصة التتبع لتصحيح توجيه الكاميرا في الوقت الفعلي وقفل الهدف المتحرك.

تعد الدقة المكانية مسألة مهمة يجب أخذها في الاعتبار عند اختبار كاميرات الأشعة تحت الحمراء في نطاق التصوير. يتعلق الأمر بحجم البيكسلات (كلما كانت أصغر كلما كان ذلك أفضل) والبعد البؤري لعدسة التكبير (يجب أن يكون البعد البؤري أطول ما يمكن). من خلال إدخال التوقيت، يمكن للكاميرا تسجيل معلومات الموقع الزماني والمكاني في بيانات مصدر الصورة، مما يسمح للمستخدم بحساب الميزات المهمة المتعلقة بالهدف بدقة. كجزء من النظام الذي يوفر معلومات التثبيت والتتبع، أصبحت كاميرات الأشعة تحت الحمراء ذات الدقة المكانية العالية تدريجيًا المعدات الرئيسية لاختبار ميادين الرماية.

ال   تدعم عدسة LWIR التي تنتجها شركة Quanhom دقة تصل إلى 1280x1024 (SXGA) ولا يزال بإمكانها العمل بثبات في مجموعة متنوعة من البيئات المعقدة. إذا كنت تريد معرفة المزيد عن عدسات التصوير الحراري بالأشعة تحت الحمراء بعد قراءة المحتوى أعلاه، فيمكنك الحصول على حل شامل عن طريق الاتصال بنا.

بفضل التكنولوجيا الممتازة والمنتجات عالية الجودة، أصبحت Quanhom واحدة من الشركات الرائدة في تصنيع المكونات الكهروميكانيكية الضوئية . نحن نركز على إنتاج عدسات الأشعة تحت الحمراء الحرارية المختلفة (بما في ذلك LWIR وMWIR وSWIR). لدينا فريق إنتاج محترف ونظام صارم لفحص الجودة، ونقوم بتنفيذ جميع جوانب مراقبة الجودة بدءًا من تصميم المنتج وحتى التصدير. وسوف نقدم أيضًا خدمة متكاملة مدروسة وتكنولوجيا حلول فعالة وفقًا لاحتياجات العملاء. إذا كنت مهتمًا بعدسات التصوير الحراري بالأشعة تحت الحمراء، يرجى الاتصال بنا على الفور!