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技术资讯

激光夜视监控的系统组成

     智泰联创生产供应:激光夜视仪、激光摄像机、激光夜视一体摄像机、激光夜视监控摄像机,热成像监控摄像机、双光谱、多光谱一体化监控摄像机。

    激光夜视监控系统主要由激光照明模组、监控摄像机、机械线路及显示部分组成。

  2.1激光照明模组

  激光照明模组是激光夜视的照明部件,半导体激光具有功率高、准直性好的优势,所以激光照明距离远,可以轻松实现100米至几公里的夜视监控照明。激光照明模组使用半导体激光器,但大功率半导体激光器常采用宽条形结构,存在光束发散角大、光强分布不对称的问题[2],所以半导体激光器需要经过光斑匀化。

      光斑匀化后,还需要使用光学扩束镜配合来实现激光照明。对于不同的环境要求,可以实现定焦照明和变焦照明。我公司激光器可实现30m、50m、100m等不同距离的定焦照明,也可实现从20m到200m或更远距离的变焦照明。

  2.2激光夜视摄像机选择

  摄像机使用的光敏元件主要有两种:CCD(Charge Coupled Device电荷耦合元件)、CMOS(Complementary Metal-Oxide Semiconductor金属氧化物半导体元件)。两种光敏元件都有较宽的感应光谱,图2为Si基CMOS的感应光谱图, 图3为黑白CCD的感应光谱。可以看出两种光敏器件在近红外区域,光敏强度随着波长增加而降低。现今民用激光照明光源波长一般是810nm,LED红外波长为850nm,也就是说相同光强度下,合适的摄像机对于激光波长的感应更敏感,成像更清晰。

    

     为保证成像质量,避免红外光与可见光的相互干扰,摄像机的光敏元件前一般有滤光片,在选择激光夜视摄像机时,其中的滤光片必须能透过810nm波长附近的光。

  3. 激光夜视的优势及国内研究情况

  3.1 照明距离远

  激光器件光功率高光束发散性小,有利于进行激光光束整形,可以实现比LED点阵和LED阵列更远距离的夜视照明。一般情况下, 激光夜视监控的作用距离与激光发射功率、照明角度、大气环境 、目标反射率、成像系统特性等都有直接关系:

 

  其中,Ed 为感光元件成像的照度阈值,P为无其他光情况的激光功率,R为照明距离,θ为照明角度,ε为照明系统透过率,ρ为目标漫反射系数,μ为大气衰减系数,τ为成像系统透过率,D为成像系统透光孔径,f为成像系统焦距[3]。

  例如,使用我公司激光器设计的激光高速球,200米时发光角度如设定为0.07rad。估算条件如下:发射和接收光学系统的透过率跟所使用的玻璃元件数、有没有镀增透膜相关,光学镀膜处理后,可在0.9左右。取ε=0.9,τ=0.9。SONY摄像机F值为3.0,标称CCD最低照度0.01 Lux,信噪比大于50,照度阈值小于0.0002.有资料称白纸的漫反射系数为0.75左右,清空下空气衰减系数取0.0002/m。经计算,要看清楚200m处的白色纸板,激光器功率应在2W以上。综合考虑不同环境下的空气衰减,我们使用4W激光器,来满足各种应用环境要求

  目前,国内生产的云台式的激光监控设备,使用激光照明器出光功率超过15W,夜间监控距离可以达到3-5公里。

 

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