一种大口径红外辐射测量系统定标方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供的大口径红外辐射测量系统定标方法及装置，主要是利用高温腔式黑体结合小平行光管，采集定标数据同时采集背景数据，然后不断地控制调节黑体的温度，采集所有温度点的定标数据和背景数据，利用相对应温度下的背景数据修正该温度的定标数据，将修正后的定标数据进行线性拟合，从而获得红外辐射特性测量系统的定标方程，根据红外辐射测量系统的光学参数，将小口径得到的定标方程，折算到满口径的定标方程，从而实现对整个光学系统的辐射定标。利用小平行光管结合高温腔式黑体在外场条件下实现大口径红外测量系统定标，提高定标机动性、降低定标成本，简化定标的操作流程，为大口径红外辐射测量系统提供一种快速、便捷的定标方法。

A calibration method and device for large aperture infrared radiation measurement system

Calibration method and device for large aperture infrared radiation measurement system provided by the invention is mainly based on high temperature blackbody cavity with small collimator calibration data acquisition and collection of background data, and then continue to control the temperature of the blackbody, collecting all temperature calibration data and background data, using the corresponding correction the temperature background data of temperature calibration data, the calibration data corrected linear fitting, so the infrared radiation characteristic measurement system calibration equation, according to the optical parameters of infrared radiation measurement system, the calibration equation of small caliber obtained, converted to full aperture calibration equation, so as to realize the the radiation of the whole optical system calibration. The use of small collimator with high temperature blackbody cavity type large aperture infrared measurement system calibration in field conditions, improve calibration flexibility, reduce the calibration cost, simplify the calibration process, and provides a fast and convenient calibration method for large aperture infrared radiation measurement system.

【技术实现步骤摘要】
一种大口径红外辐射测量系统定标方法及装置
本专利技术涉及地基红外辐射特性测量
，尤其涉及一种大口径红外辐射测量系统定标方法及装置。
技术介绍
红外辐射特性测量是利用地基红外辐射测量系统获得飞行目标的有效图像，分析红外图像定量地反演测量目标的辐射特性或者辐射温度的过程。红外辐射特性测量为准确地获得目标地红外特性信息，需要在红外辐射测量前后对红外辐射测量系统自身的特性进行定标，因此，定标是红外辐射特性测量的重要组成和步骤。通常情况下，在红外辐射测量任务的前后，都需要对红外辐射测量系统进行定标。现存针对大口径红外辐射测量系统的定标方法主要包括面源黑体定标法和平行光管定标法。尽管两种定标法都具有很高的定标精度，但都存在难以适应外场条件下定标要求的问题：对于面源黑体定标法来说，在定标时，要求面源黑体的有效尺寸覆盖红外辐射特性测量系统的入瞳面积。随着红外辐射测量系统的口径越来越大，所要求面源尺寸也逐渐增加，这样不仅增加定标成本，而且大面源黑体很难做到高温且保证整个辐射面的均匀性，因此定标的动态范围受到极大的限制；对于平行光管定标法来说，同样要求平行光管的入瞳面积大于辐射测量系统的入瞳面积。使用大尺寸的平行光管定标，使得光管的加工装调难度增加，而且不利于外场快速定标的实现。中国专利CN104296882A，公开的大口径、宽动态红外辐射定标方法虽然通过内定标解决了外场定标机动性的问题，但是仍然需要大面源黑体进行修正，定标成本仍然较高。
技术实现思路
本专利技术提供的大口径红外辐射测量系统定标方法及装置，克服现有定标技术在外场条件下操作不便、成本昂贵和环境适应差等问题，本专利技术旨在利用小平行光管结合高温腔式黑体实现大口径红外测量系统在外场条件下，提高定标机动性、降低定标成本，简化定标的操作流程，为大口径红外辐射测量系统提供一种快速、便捷的定标方法。第一方面，一种大口径红外辐射测量系统定标方法，定标装置包括高温腔式黑体、用于安装所述高温腔式黑体的旋转控制台、小口径反射式平行光管、大口径红外光学系统以及红外探测器，所述方法包括：将所述大口径红外光学系统开机并通过电控系统调整所述大口径红外光学系统至预设位置；对所述高温腔式黑体通电并设置所述高温腔式黑体的预设温度；调整所述高温腔式黑体和所述小口径反射式平行光管与所述大口径红外光学系统对准；调整所述小口径反射式平行光管对准所述大口径红外光学系统的入瞳；调整所述旋转控制台转动预设角度并利用红外探测器辐射测量系统在不同积分时间下采集第一背景图像数据；调整所述旋转控制台逆向转动预设角度并调节所述高温腔式黑体达到所述预设温度，并利用红外探测器在不同积分时间下采集红外图像；再次调整所述旋转控制台转动至预设角度并利用红外探测器辐射测量系统在不同积分时间下采集第二背景图像数据；对所述第一背景图像数据和所述第二背景图像数据在相应积分时间下进行均匀化处理得到均匀化背景图像数据，将所述均匀化背景图像数据进行修正作为定标数据；将所述定标数据进行修正折算为满口径定标数据，以完成所述大口径红外辐射测量系统的定标。可选地，所述将所述均匀化背景图像数据进行修正作为定标数据，包括：将所述红外图像扣除所述均匀化背景图像数据后作为定标数据。可选地，所述预设位置为水平位置，所述将所述大口径红外光学系统开机并通过电控系统调整所述大口径红外光学系统至预设位置，包括：将所述大口径红外光学系统开机并通过电控系统调整所述大口径红外光学系统至水平位置。可选地，所述预设角度为90度，所述调整所述旋转控制台转动预设角度并在不同积分时间下采集第一背景图像数据，包括：调整所述旋转控制台转动90度并利用红外探测器在不同积分时间下采集第一背景图像数据。可选地，所述预设角度为90度，所述再次调整所述旋转控制台转动至预设角度并在不同积分时间下采集第二背景图像数据，包括：再次调整所述旋转控制台转动至90度并利用红外探测器在不同积分时间下采集第二背景图像数据。可选地，所述将所述定标数据进行修正折算为满口径定标数据，包括：折算所述小口径反射式平行光管的定标数据至满口径定标数据。第二方面，一种大口径红外辐射测量系统定标装置，定标装置包括高温腔式黑体、用于安装所述高温腔式黑体的旋转控制台、小口径反射式平行光管、大口径红外光学系统以及红外探测器，应用如上述的大口径红外辐射测量系统定标方法。本专利技术提供的大口径红外辐射测量系统定标方法及装置，主要是利用高温腔式黑体结合小平行光管，采集定标数据同时采集背景数据，然后不断地控制调节黑体的温度，采集所有温度点的定标数据和背景数据，利用相对应温度下的背景数据修正该温度的定标数据，将修正的定标数据进行线性拟合，从而获得红外辐射特性测量系统的定标方程，根据红外辐射测量系统的光学参数，将小口径得到的定标方程，折算到满口径的定标方程，从而实现对整个光学系统的辐射定标，克服现有定标技术在外场条件下操作不便、成本昂贵和环境适应差等问题，在利用小平行光管结合高温腔式黑体在外场条件下实现大口径红外测量系统定标，提高定标机动性、降低定标成本，简化定标的操作流程，为大口径红外辐射测量系统提供一种快速、便捷的定标方法。附图说明图1是本专利技术实施例中提供的大口径红外辐射测量系统定标方法的流程图；图2是本专利技术实施例中提供的大口径红外辐射测量系统定标装置的结构示意图。其中：1、高温腔式黑体，2、黑体红外光，3、背景红外光，4、小口径反射式平行光管，5、控制转台，6、主反射镜，7、分色镜组，8、第二反射镜，9、第一场镜，10、第一像面，11、第二反射镜，12、第二场镜，13、调焦镜组，14、红外探测器。具体实施方式为了使本
的人员更好地理解本专利技术方案，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本专利技术保护的范围。本专利技术的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的实施例能够以除了在这里图示或描述的内容以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。高温黑体工作温度可高至3200K，典型辐射光谱范围为200～2400nm，高温黑体的构成包括加热元件、电源和控制电路等。加热辐射腔体的元件有石墨、钨灯等类型。目前常见的加热元件是直热式石墨。腔体形式有管式、双腔体式和平板式3种。管式辐射腔体包括2个同轴石墨管，其中一个石墨管置于内管中。双腔体式黑体中的一个腔体用于控制，一个用于测量；平板式组件的石墨板以相等的距离，相对安装于腔体两测。结合图1和2所示，本专利技术实施例中提供的一种大口径红外辐射测量系统定标方法，定标装置包括高温腔式黑体、用于安装所述高温腔式黑体的旋转控制台、小口径本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种大口径红外辐射测量系统定标方法，其特征在于，定标装置包括高温腔式黑体、用于安装所述高温腔式黑体的旋转控制台、小口径反射式平行光管、大口径红外光学系统以及红外探测器，所述方法包括：将所述大口径红外光学系统开机并通过电控系统调整所述大口径红外光学系统至预设位置；对所述高温腔式黑体通电并设置所述高温腔式黑体的预设温度；调整所述高温腔式黑体和所述小口径反射式平行光管与所述大口径红外光学系统对准；调整所述小口径反射式平行光管对准所述大口径红外光学系统的入瞳；调整所述旋转控制台转动预设角度并利用红外探测器在不同积分时间下采集第一背景图像数据；调整所述旋转控制台逆向转动预设角度并调节所述高温腔式黑体达到所述预设温度，并利用红外探测器在不同积分时间下采集红外图像；再次调整所述旋转控制台转动至预设角度并利用红外探测器在不同积分时间下采集第二背景图像数据；对所述第一背景图像数据和所述第二背景图像数据在相应积分时间下进行均匀化处理得到均匀化背景图像数据，将所述均匀化背景图像数据进行修正作为定标数据；将所述定标数据进行修正折算为满口径定标数据，以完成所述大口径红外辐射测量系统的定标。

【技术特征摘要】
1.一种大口径红外辐射测量系统定标方法，其特征在于，定标装置包括高温腔式黑体、用于安装所述高温腔式黑体的旋转控制台、小口径反射式平行光管、大口径红外光学系统以及红外探测器，所述方法包括：将所述大口径红外光学系统开机并通过电控系统调整所述大口径红外光学系统至预设位置；对所述高温腔式黑体通电并设置所述高温腔式黑体的预设温度；调整所述高温腔式黑体和所述小口径反射式平行光管与所述大口径红外光学系统对准；调整所述小口径反射式平行光管对准所述大口径红外光学系统的入瞳；调整所述旋转控制台转动预设角度并利用红外探测器在不同积分时间下采集第一背景图像数据；调整所述旋转控制台逆向转动预设角度并调节所述高温腔式黑体达到所述预设温度，并利用红外探测器在不同积分时间下采集红外图像；再次调整所述旋转控制台转动至预设角度并利用红外探测器在不同积分时间下采集第二背景图像数据；对所述第一背景图像数据和所述第二背景图像数据在相应积分时间下进行均匀化处理得到均匀化背景图像数据，将所述均匀化背景图像数据进行修正作为定标数据；将所述定标数据进行修正折算为满口径定标数据，以完成所述大口径红外辐射测量系统的定标。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将所述均匀化背景图像数据进行修正作为定标数据，包括：将所述红外图像扣除所述均匀化背景图像...

【专利技术属性】
技术研发人员：何锋赟，余毅，李周，常松涛，孙志远，
申请(专利权)人：中国科学院长春光学精密机械与物理研究所，
类型：发明
国别省市：吉林,22