[发明专利]基于场景自适应的红外光电传感器非均匀校正方法

说明书

本发明提出一种基于场景自适应的红外光电传感器非均匀校正方法，首先确定红外探测器的参数，包括探测器工作波段，探测器的F数F^#，探测器焦平面与其保护玻璃之间的距离数值L；再根据红外探测器参数确定校正镜的光学及外形参数，包括校正镜的光学材料，校正镜的F数，校正镜的焦距，校正镜的通光孔径，校正镜的第一曲率半径，校正镜的第二曲率半径，校正镜的中心厚度。采用本发明，能够将地、海面目标场景的红外辐射、光学系统自身的红外辐射，实时、完整、均匀地传输到红外探测器焦平面上，实现红外光电传感器非均匀校正。

技术领域

本发明涉及红外光电传感器非均匀校正技术，特别涉及一种基于场景自适应的红外光电传感器非均匀校正方法。

背景技术

红外光电传感器系统中的红外探测器单元，由于制造工艺、光学系统误差等因素的影响，焦平面阵列上各个探测像元的响应特性并不一致，存在非均匀性，严重影响了目标的成像质量和识别距离，必须对红外焦平面阵列进行非均匀校正。

目前常用的方法是：一般在系统镜头前或镜头与探测器之间放置一个“挡片”，为红外探测器提供一个基准温度，使其在探测器焦平面上的红外辐照度处处相等，然后采用成熟的一点或两点非均匀校正算法，实现红外探测器像元间输出信号一致，完成非均匀校正。中国专利文献CN104344897A中公开了一种红外光学系统非均匀校正机构，其中的“遮挡板”提供的基准温度是其光学系统内部的温度，不能实时反映。中国专利文献CN103528690A中公开了一种红外热像仪的非均匀校正方法，其中位于镜头和探测器间的“挡片”，只能提供光学系统内部的温度作为基准温度，不能实时反映外部地、海面场景温度。

发明内容

为解决现有技术存在的问题，本发明提出一种基于场景自适应的红外光电传感器非均匀校正方法，能够将地、海面目标场景的红外辐射、光学系统自身的红外辐射，实时、完整、均匀地传输到红外探测器焦平面上，实现红外光电传感器非均匀校正。

本发明的技术方案为：

所述一种基于场景自适应的红外光电传感器非均匀校正方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤1：确定红外探测器的参数，包括探测器工作波段，探测器的F数F^#，探测器焦平面与其保护玻璃之间的距离数值L；

步骤2：根据步骤1确定的红外探测器参数，确定校正镜的光学及外形参数，包括校正镜的光学材料，校正镜的F数，校正镜的焦距，校正镜的通光孔径，校正镜的第一曲率半径，校正镜的第二曲率半径，校正镜的中心厚度：

校正镜的光学材料：当探测器工作波段为3um～5um时，光学材料取单晶硅；当探测器工作波段为8um～12um时，光学材料取单晶锗；

校正镜的F数取值不大于探测器的F数；

校正镜的焦距f取值范围是：f＞L；

校正镜的通光孔径为D＝f/F^#；

校正镜的第一曲率半径R1＝f*(n－1)，f为校正镜的焦距，n为校正镜光学材料在探测器中心工作波长处的折射率；

校正镜的第二曲率半径R2＝∞；

校正镜的中心厚度取值d＝1～1.5mm；

步骤3：将步骤2确定的校正镜打入成像光路，处于红外探测器成像透镜与保护玻璃之间，将目标场景的红外辐射投射到红外探测器焦平面上，提供均匀温度场，并采用单点非均匀校正算法实现探测器非均匀校正。

有益效果

本发明不采用挡片或遮挡板，而是提出了一种校正镜，当校正镜进入成像光路后，将目标场景的红外辐射，完整、均匀的投射到探测器焦平面上，为采用单点非均匀校正算法提供均匀温度场，实现探测器非均匀校正。