Ймовірність розрізнення цілі контрастно обмеженою тепловізійною системою безпілотника
DOI:
https://doi.org/10.15407/knit2023.05.020Ключові слова:
безпілотний літальний апарат з тепловізійною камерою; ймовірність виявлення, розпізнавання та ідентифікації цілі; дальність до цілі; пороговий контраст сприйняття; функція передачі ймовірності по дальності до ціліАнотація
Оснащення сучасних безпілотних літальних апаратів тепловізійними камерами розширює можливості використання їх у будь-яких умовах навколишнього середовища, що дозволяє здійснювати ефективну повітряну розвідку чи виконання інших бойових задач. Головними задачами з розрізнення цілей є виявлення, розпізнавання та ідентифікація. Наявні методи і алгоритми не дозволяють ефективно і швидко розраховувати ймовірності розрізнення в залежності від дальності до цілі. Метою статті є розробка нового методу розрахунку ймовірності виявлення, розпізнавання та ідентифікації об’єкта (цілі) тепловізійною системою спостереження. Розроблено удосконалений метод і алгоритм розрахунку ймовірності виявлення, розпізнавання та ідентифікації об’єкта (цілі) тепловізійною системою спостереження на основі критерію Джонсона відповідно до стандарту НАТО 4347, апроксимації Шульца порогового контрасту сприйняття оператором зображення на екрані дисплея, а також за допомогою цільової функції передачі ймовірності та функції передачі ймовірності по дальності до цілі. Наведено приклад розрахунку ймовірності розрізнення цілі. Запропонований алгоритм дозволяє оперативно розрахувати ймовірність виявлення, розпізнавання та ідентифікації цілі контрастно обмеженою тепловізійною системою безпілотника.
Посилання
Definition of nominal static ranger performance for thermal imaging systems (1995). STANAG 4347.
Dobrovol's'ka K. V., Kolobrodov V. H., Mykytenko V. I., Tiahur V. M. (2018). Increasing the spatial resolution of space microbolometric cameras. Kyiv: Vik print. 223 p.
Driggers R. G., Friedman M H., Devitt J. W., Furxhi O., Singh A. (2002). Introduction to infrared and electro-optical systems (3th ed.). Artech House, 712 p.
Driggers R. G., et al. (2021). Simple target acquisition model based on Fl/d. Opt. Eng., 60 (2).
https://doi.org/10.1117/1.OE.60.2.023104
Holst G. C. (2008). Electro-optical imaging system performance (5th ed.). Winter Park, Florida: JCD Publishing, 502 p.
Kaplan H. (2010). Practical applications of infrared thermal sensing and imaging equipment (3th ed.). Washington, USA: SPIE Press, 192 p.
Keßler S., Galb R., Wittenstein W. (2017). TRM4: Range performance model for electro-optical imaging Systems. Fraunhofer Institute of Optronics, System Technologies and Image. Proc. of SPIE., 10178, 101780P.
https://doi.org/10.1117/12.2262543
Kolobrodov V. G. (2019). Modulation transfer function of the thermal imaging monocular. Visnyk NTUU KPI. Ser. Radiotekhnika. Radioaparatobuduvannia, 74-78.
https://doi.org/10.20535/RADAP.2019.78.74-78
Kolobrodov V. G. (2022) The influence of the probability of object recognition by a thermal imager on the maximum observation range. Visnyk NTUU KPI. Ser. Radiotekhnika Radioaparatobuduvannia, 88, 77-85 [In Ukrainian].
Kolobrodov V. G., Lykholit M. I., Mykytenko V. I., Tiagur V. M., Dobrovolska K. V. (2017). Calculation model for optoelectronic remote sensing system's radiometric resolution at arbitrary viewing angles. Visnyk NTUU KPI. Ser. Radiotekhnika Radioaparatobuduvannia, 69, 30-34.
https://doi.org/10.20535/RADAP.2017.69.30-34
Kolobrodov V. H., Lykholit M. I. (2007). Design of thermal imaging and television surveillance systems. Kyiv: NTUU KPI, 364 p.
Kolobrodov V. H., Lykholit M. I., Tiahur V. M., Pinchuk B. Yu. (2021). Image distortion in Earth remote sensing systems at arbitrary viewing angles. Space Science and Technology, 27 (3), 51-65.
Melamed R., Yitzhaky Y., Kopeika N. S., Rotman S. R. (1998). Experimental comparison of three target acquisition models. Opt. Engineering, 37 (7), 1902-1913.
https://doi.org/10.1117/1.602029
Peri'c D., Livada B., Peri'c M., Vuji'c S. (2019). Thermal imager range: Predictions, expectations and reality. Vlatacom Institute, 11070 Belgrade, Serbia, Sensors 2019, 19, 3313.
https://doi.org/10.3390/s19153313
Ratches J., Vollmerhausen R., Driggers R. (2001). Target acquisition performance modeling of infrared imaging systems: Past, present, and future. IEEE Sensors J., 1 (1), 31-40.
https://doi.org/10.1109/JSEN.2001.923585
Teaney B. P. (2012). Human target acquisition performance. Proc. SPIE., 8355.
https://doi.org/10.1117/12.979252
Teaney B., Reynolds J. (2010). Next generation imager performance mode. Proc. SPIE, Infrared Imaging Systems: Design, Analysis, Modeling, and Testing, 21, 7662.
https://doi.org/10.1117/12.850876
Vollmer M., Mollman K.-P. (2018). Infrared thermal imaging. Fundamentals, research, and applications (2th ed.). Wiley VCH, Weinheim, Germany, 788 p.
Zeng Y., Zhang R., Lim T. J. (2016). Wireless communications with unmanned aerial vehicles: Opportunities and challenges. IEEE Communications magazine, 54 (5), 36-42.
