非制冷紅外成像系統(tǒng)主要由光學(xué)鏡頭、非制冷紅外焦平面陣列、控制電路、圖像處理和輸出電路組成，系統(tǒng)構(gòu)成框圖如圖1所示。紅外目標(biāo)光線經(jīng)過(guò)紅外光學(xué)鏡頭聚焦在CCD探測(cè)器上，模擬電路部分提供CCD工作的基準(zhǔn)電壓，CCD探測(cè)器在數(shù)字電路部分提供的掃描時(shí)序驅(qū)動(dòng)下以模擬電壓的方式逐行輸出每一像素點(diǎn)的灰度值。該模擬電壓信號(hào)經(jīng)過(guò)高精度A/D采樣后生成數(shù)字圖像信號(hào)送入數(shù)字電路部分。數(shù)字電路部分實(shí)時(shí)完成各種圖像處理任務(wù)，并輸出處理后的圖像數(shù)據(jù)供PC機(jī)作后續(xù)處理或在電視機(jī)屏幕上顯示。
考慮到電路噪聲對(duì)紅外圖像信號(hào)的影響，本系統(tǒng)采用了數(shù)字電路和模擬電路分離設(shè)計(jì)思想，將數(shù)字電路和模擬電路設(shè)計(jì)在不同的電路板上，通過(guò)排針直接相連。它們之間只有數(shù)字信號(hào)的交互，這樣既可以減小數(shù)?；旌想娐返南嗷ジ蓴_性，也可以降低信號(hào)在傳輸線上的噪聲影響。模擬電路部分主要采用各類(lèi)電壓轉(zhuǎn)換芯片實(shí)現(xiàn)對(duì)CCD探測(cè)器基準(zhǔn)電壓的設(shè)置。模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片實(shí)現(xiàn)對(duì)探測(cè)器輸出模擬圖像信號(hào)的轉(zhuǎn)換以及處理后模擬圖像信號(hào)的輸出。數(shù)字電路部分以?xún)?nèi)嵌MicroBlaze 32位微處理器軟核的FPGA為主處理器，實(shí)現(xiàn)的功能主要包括CCD探測(cè)器時(shí)序生成、圖像處理算法、處理后的數(shù)字圖像信號(hào)輸出以及整個(gè)系統(tǒng)的綜合管理等。
紅外成像系統(tǒng)的主要應(yīng)用領(lǐng)域
紅外成像系統(tǒng)早期只局限于領(lǐng)域的應(yīng)用，伴隨著冷戰(zhàn)的結(jié)束，紅外技術(shù)開(kāi)始大規(guī)模地走入民用領(lǐng)域。
隨著世界經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展、紅外成像系統(tǒng)的快速進(jìn)步和產(chǎn)品成本的不斷下降，民用領(lǐng)域應(yīng)用將具有更為廣闊的發(fā)展空間。
軍用領(lǐng)域
紅外成像系統(tǒng)可用于對(duì)遠(yuǎn)、中、近程目標(biāo)的監(jiān)視、告警、預(yù)警與跟蹤；紅外成像的制導(dǎo)；武器平臺(tái)的駕駛、導(dǎo)航；探測(cè)隱身武器系統(tǒng)；光電對(duì)抗等。
在美、英、法、德、日、以色列等發(fā)達(dá)國(guó)家的*中，紅外熱像儀已配置在陸、空、*等各個(gè)軍種中，例如海灣戰(zhàn)爭(zhēng)中平均每個(gè)美國(guó)士兵配備1.7具紅外熱像儀。
與發(fā)達(dá)國(guó)家相比，目前我國(guó)*中紅外熱像儀的應(yīng)用相對(duì)較少，其市場(chǎng)需求量相當(dāng)巨大。
民用領(lǐng)域
紅外測(cè)溫、紅外成像系統(tǒng)已在工業(yè)、交通、電力、石化、農(nóng)業(yè)、醫(yī)學(xué)、遙感、安全監(jiān)控與防范和科學(xué)研究等民用領(lǐng)域廣泛應(yīng)用，成為自動(dòng)控制、在線監(jiān)測(cè)、非接觸測(cè)量、設(shè)備故障診斷、資源勘查、遙感測(cè)量、環(huán)境污染監(jiān)測(cè)分析、人體醫(yī)學(xué)影像檢查等重要方法。
系統(tǒng)級(jí)產(chǎn)品種類(lèi)和量產(chǎn)規(guī)模的不斷擴(kuò)大導(dǎo)致了紅外器件成本的降低，這個(gè)發(fā)展趨勢(shì)不但促進(jìn)了紅外成像系統(tǒng)在民用領(lǐng)域能夠不斷地探尋更多的應(yīng)用用途，同時(shí)又拉動(dòng)了這項(xiàng)技術(shù)本身所牽引的基礎(chǔ)行業(yè)的發(fā)展。
紅外成像系統(tǒng)民用領(lǐng)域的紅外熱像儀市場(chǎng)極有可能呈現(xiàn)出爆發(fā)性增長(zhǎng)，未來(lái)民用潛在需求市場(chǎng)高達(dá)上千億美元。
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