Инфракрасные системы «смотрящего» типа

ЗАВИСИМОСТЬ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ РАБОТЫ ИКС ОТ ПРОСТРАНСТВЕННОГО И ТЕМПЕРАТУРНОГО РАЗРЕШЕНИЯ

Успешное решение задач, стоящих перед ИКС, во многом зависит от их пространст­венного и температурного разрешения (пространственной и температурной разрешаю­щей способности).

Пространственное разрешение ИКС оценивается пространственной частотой, раз­решаемой системой. Поскольку процессы обнаружения, распознавания, классифика­ции и идентификации являются вероятностными, т. е. их успешная реализация зави­сит от ряда случайных факторов, удобно представлять вероятность их выполнения в виде функции пространственной частоты. Обычно в качестве этой частоты берут чис­ло периодов N пространственной структуры (миры), приходящихся на так называе­мый критический размер обнаруживаемого или распознаваемого объекта (число Джонсона) [165] (рис. 4.5). Критическим называется такой размер объекта, вдоль ко­торого ведется анализ его изображения для выявления характерных геометрических признаков объекта. Часто за критический принимают минимальный видимый размер объекта. Например, критическим размером для танка, наблюдаемого с земли, может быть его высота (рис. 4.6), а наблюдаемого с воздуха - ширина или длина.

В зависимости от ракурса наблюдения объекта число Np может изменяться (рис. 4.7).

Рис. 4.5. Зависимость вероятности решения задач, стоящих перед ИКС, от числа разрешаемых

Элементов Л/р [145, 151]

Проведенные в США исследования показали, что вероятности решения перечислен­ных задач применительно к типовым объектам военной техники могут обеспечиваться при указанных в табл. 4.1 числах элементов разрешения Л/р, укладывающихся вдоль критического размера объекта. В табл. 4.1 приведены также числа периодов Л^р (числа Джонсона), соответствующие простран­ственным частотам /х, которые должна разрешать ИКС. (Один период про­странственной частоты содержит два элемента миры со штрихами равной толщины - темный и светлый.) Значение пространственной частоты (в периодах на радиан), соответствующей Л^, опре­деляется как

Л = *У/А„. (4-6)

Где / - расстояние между объектом и ИКС; Акр - критический размер объекта.

Если перейти к фокальной плоскости объектива ИКС с фокусным расстоянием/' (к плоскости изображений удаленных объектов, в которой располагается МПИ), то для получения А^р требуется пространственное разрешение

Ллвн=^/(^Л-

З*

Для определения вероятности Р реше­ния поставленной задачи обычно исполь­зуется эмпирически найденная зависи­мость Р от нормированного числа ЛуЛ^о, где Т/р50 - число Джонсона, при котором 50% наблюдателей, принимавших участие в эксперименте по определению зависимо­сти Р =/(Л/р), успешно решают поставлен­ную задачу. Часто эту зависимость опре­деляют как [115, 144,151 и др.]

(4.7)

1+(лгр/ли)£' ’

Где Е - 2,7 + 0,7(Л/р/А^5о). Для определения Лр50 можно воспользоваться данными табл. 4.1.

Определив значениеи задавшись вероятностью решения поставленной перед ИКС задачи, можно с помощью рис. 4.5 и табл. 4.1 сформулировать требования к простран­ственному разрешению системы.

В последние годы в связи с появлением ИКС, позволяющих анализировать изобра­жения объектов одновременно в двух ортогональных направлениях х и у, вместо фор­мулы (4.6) рекомендуется использовать зависимость вида

(4.8)

(4.9)

- среднее алгебраическое значение пространственных частот/х и/, в направлениях х и у соответственно; /гкрл и критические размеры объекта в направлениях х и у. В этом случае за усредненные значения Ир принимаются величины, приведенные в табл. 4.2.

Следует указать, что критические размеры относятся к проекциям объекта на плос­кость, нормальную линии визирования ИКС, а приведенные выше значения чисел Джонсона - к горизонтальным трассам, когда угол возвышения линии визирования близок к нулю. При наклонных трассах прохождения изучения от объекта к ИКС в сре­дах с изменяющимся по высоте пропусканием, например в земной атмосфере, эти зна­чения могут сильно изменяться.