本发明专利技术涉及一种视频光电子系统（100），其包括具有超半球光学单元的传感器（10），以及矩阵检测器，用于处理所捕捉图像的单元（20）和用于显示所处理图像的装置（30）。矩阵检测器以视频帧码率工作，并且包括：i)LxC象素，其中L>2000且C>2000，每个象素为相关双采样象素，并且能够提供电荷/电压转换；以及ii)2C个平行布置的模拟-数字转换元件（或ADC），每个元件包括第一ADC和第二ADC，其中所述第一ADC具有低输出和高增益，所述第二ADC具有高输出和低增益，其中光学单元具有基于位置角控制的焦距，所述焦距在赤道平面中最长，并且具有位于0.9和1.6之间的数字孔径，并且处理单元包括：i)用于校正非均匀性的装置；ii)用于多个邻近象素的加权积累的装置；和iii)用于调整并补偿所捕捉图像的装置。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有超半球视野的光电系统本专利技术的领域为用于车辆保护的观测与监视领域，车辆护航领域，平台(陆地、海洋或空中)领域，或地点(Site)领域。通常由平台上的观测者或船员来确保该观测或监视；其可以选择性地受到远程控制。在用于确保该监视任务的现有设备中可以引用以下的设备，其使用:-穿过主战坦克中的装甲、壁和保护装置的反射幻灯机(印iscope)或潜望镜(periscope)的环(couronne),或者-安装在可操纵底座上的照相机，其能够相对于两个轴PTZ(代表代表云台全方位(上下、左右)移动及镜头变倍、变焦控制(Pan Tilt Zoom)的首字母缩略表示)型定向，使其不能够即时覆盖整个全景，或者-几个覆盖全景的分布式照相机的网络，使得管理视频流网络成为必要，或者-线性阵列型传感器，在镜头的焦点处，在赤道平面中例如以I到IOHz的码率(cadence)整体扫描360。场景。这些光电型的装置传递被选择性处理然后在屏幕上显示的信号。这些装置是十分不充足的:-因为他们不能够使其对可展 现许多死角的整体环境具有完整感知；这例如对于在城市环境中行驶并且其还能够在多个方向中调动、具有可能源自多个方向的威胁的车辆是重要的，-或者因为相对于与必须能够辨别待检测目标、事件或威胁的范围有关的待检测目标、事件或威胁的角度大小，分辨率是非常不足的。这确实需要: >识别范围达150m，识别可能以枪榴弹发射器(或RPG，代表火箭推进榴弹的首字母缩略表示)进行威胁，或者占据城市环境的建筑屋顶上的位置的狙击手， 识别在地面上移动的车辆，识别半径在500m的范围内；在城市环境中难以超越，在开放环境中在1500m距离处的检测是可能的，+识别位于地面上的目标，比如地雷(或IED，代表简易爆炸设备的首字母缩略表示):具有几十厘米或几十米的大小、位于几十米以外的目标必须能够被检测到，以便决定在移动中避免它们，-或者因为更新码率十分不足以替代与人类能力接近的感知，也就是说具有对环境的实时连续感知，以及对其与车辆移动速度有关的演变的实时连续感知，以及对可由船员做出的反应决定的实时连续感知。例如，存在依靠使用与CCD照相机关联的镜头的设备，其以I到IOHz的码率360°扫描赤道平面，并且限制在大约二十度的角度高度中:这些设备依靠小矩阵(2兆象素或更小)以便与高清视频码率(HD25到50Hz)兼容，或者依靠大于2兆象素却限制码率(大约I到IOHz)的大矩阵，或依靠扫描360。且同样限制到I到IOHz的扫描频率的线性阵列。最终，所有这些先前装置限制于白天工作，在可见光域或近红外域中灵敏，或者可以提供热红外型的夜视能力，其不足以辨别威胁，并且由日间图像传递，相比于由可见光或近红外照相机提供的图像该日间图像不容易被使用。因此，迄今为止保留对于一个系统的需求，该系统在视野、分辨率、观测性能、码率以及日/夜视觉领域方面同时满足所有上述要求。更确切地说，本专利技术的主题是具有场景的超半球视野的视频光电系统，其包括具有超半球镜头的传感器，以及位于镜头的焦平面中的矩阵检测器阵列，所获取图像的处理单元，以及用于所处理图像的显示装置。其主要特征在于:-矩阵检测器具有视频码率，并且包括:1.LxC象素阵列，其中L>2000且02000，每个象素采用相关双采样，并且能够确保电荷-电压转换，以及i1.2C个平行放置的模拟-数字转换元件，每个转换元件分别包括第一 ADC和第二ADC，其中所述第一 ADC具有低水平和高增益的输出，所述第二 ADC具有高水平和低增益的输出，-在于超半球镜头表现出被控制为仰角的函数的焦距f，所述焦距在赤道平面中最长，并且具有位于0.9和1.6之间的数值孔径f/D，D为所述镜头的直径，-通过曝光时间和/或应用到信号的增益的控制，用于将所获取图像的动态范围与场景的动态范围相适应的装置，-并且在于处理单元包括:1.通过适应于温度的函数和检测器的曝光时间的函数的指令表格，用于校正所述检测器的非均匀性的装置，i1.多个邻近象素的加权积累的装置，ii1.用于将所获取图像的动态范围与场景的动态范围相适应的装置，用于补偿作为所述检测器的随机噪点的函数的所感测图像的动态范围，随着场景的照明增加的装置，用于通过图像的高空间频率的复原和低空间频率的补偿，将所述所感测图像的动态范围与显示屏幕的动态范围和/或眼睛的动态范围相适应的装置。根据本专利技术的特征，其包括用于定义镜头的焦距的装置，以及用于校正作为被观测场景的部分的函数的失真的装置。传感器确保半球或更大的覆盖，并且具有与潜在威胁的尺寸与位置相适应的分辨率。多兆象素传感器能够在视频码率或更高码率处被读取，并且具有能够从日间照明水平调整到夜间照明水平的灵敏水平，同时与场景中的光照源的存在相容。后一方面的优势在于在城市区域中使用。分布在传感器中以及在计算机中的一组处理功能使其能够在屏幕上或者在具有与使用者的任务相适应的嵌入物的MMI (人机界面)的屏幕上传递图像。本专利技术的主题还在于能够移动的平台，其设置有具有如所述的超半球视野的视频光电系统。因此本专利技术使得使用者对其外部环境实时感知的同时保持在平台内，而不需要他到外面去。特别是在军事环境或危险环境中，系统帮助保护船员。其确实能够提供使用者在视频码率处的全部实时的日间和夜间视觉，并且具有这些与其距离以及与其在全景中的潜在位置有关的威胁的角度大小相适应的分辨率。通过阅读通过非限定实例并且参考附图说明图1所给出的下述详细说明，，本专利技术的其他特征和优点将是显而易见的，图1示意地表示了根据本专利技术的示例性系统。在图1中所显示的根据本专利技术的系统100包括传感器10、计算机20、为使用者准备的丽I界面30 (比如图像显示设备)以及丽I界面40 (比如由系统的特定功能的使用者控制的设备)。此外，该系统能够接收源于平台或在平台上集成的其他装备50的信息，比如其移动速度的测量、其在地图上的位置以及方向的测量(例如通过GPS系统传送)，或者对给出士兵或例如其他友好移动平台的位置的信息的接收。其安装在平台上，比如陆地车辆。传感器10包括镜头和检测器。具有在视野中可变的分辨率的极大光圈镜头覆盖大于半球的角域，其轴定向为朝向顶点。而且，镜头能够表现很大的失真，以便在特定角域中(例如在赤道平面上)提供提高的分辨率以增大其范围。例如该镜头为以下类型:-具有4.5mm焦距和12象素每度的鱼眼；I或2个镜头足够覆盖360°的范围(champ)，-具有8mm焦距和21象素每度、120°的鱼眼；需要3个镜头以覆盖360°的范围，-具有极大失真或为Panomorph 型的镜头，使其能够覆盖360°的范围，具有根据仰角变化的径向分辨率，该镜头的径向分辨率可以从20象素每度到22象素每度或更大(I个这样的镜头足够)；该镜头的垂直定向使其能够具有随着仰角减少而增大并且更有利于负仰的切向分辨率。Panomorph 镜头为由Immervision公司开发且在专利FR2826221和FR2827680中描述的广角失真镜头，其控制失真并且产生覆盖至少360度乘以180度的视野范围的放大图像。由检测器上的该镜头(如所指示的适于我们的需要)形成的图像的几何学显示了在支座(gisement)中或在赤道平面上、升高220°中或在本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.09.14 FR 10/036541.一种具有场景的超半球视野的视频光电系统(100)，包括具有超半球镜头的传感器(10)、以及位于镜头的焦平面中的矩阵检测器阵列、用于处理感测图像的单元(20)、用于所处理图像的显示装置(30)，其特征在于: -矩阵检测器具有视频码率，并且包括:xC象素，其中L>2000且02000，每个象素采用相关双采样，并且能够确保电荷_电压转换，以及 i1.2C个平行放置的模拟-数字转换元件(或ADC)，每个转换元件分别包括第一 ADC和第二 ADC，其中所述 第一 ADC具有低水平和高增益的输出，所述第二 ADC具有高水平和低增益的输出， -在于超半球镜头表现出的焦距f被控制为仰角的函数，所述焦距在赤道平面中最长，并且具有位于0.9和1.6之间的数值孔径f/D，D为镜头的直径， -通过曝光时间和/或应用到信号的增益的控制，用于将所感测图像的动态范围与场景的动态范围相适应的装置， -并且在于处理单元包括:过适应于温度的函数和检测器的曝光时间的函数 的校正表格，用于校正所述检测器的非均匀性的装置， .多个邻近象素的加权积累的装置， ii1.用于补偿作为所述检测...
【专利技术属性】
技术研发人员：T·米达韦纳，
申请(专利权)人：泰勒斯公司，
类型：
国别省市：
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