红外与激光工程, 2020, 49 (8): 20190535, 网络出版: 2020-12-31   

运动物体大气扰流的可视化光学监测方法

Visual monitoring method for atmospheric disturbance of moving objects
作者单位
1 北京空间机电研究所,北京 100094;先进光学遥感技术北京重点实验室,北京 100094
2 哈尔滨工业大学,黑龙江 哈尔滨 150001
3 流体物理研究所,四川 绵阳 621000
图 & 表

图 1. 平面波经湍流流场产生波前畸变示意图

Fig. 1. Schematic diagram of wavefront distortion generated by a plane wave passing through turbulent flow field

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图 2. 大气扰流光传输方法组成

Fig. 2. Composition of method for optical transmission in atmospheric disturbance

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图 3. 不同谱段光线穿过同一大气扰流区的偏折特性仿真结果

Fig. 3. Simulation result of deflection characteristics of ground light with different optical wavelength passing through the same atmospheric disturbance area

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图 4. 背景纹影成像原理图

Fig. 4. Schematic diagram of background oriented schlieren

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图 5. 不同监测高度下,目标飞行高度与系统监测性能关系

Fig. 5. Relationship between target flight altitude and performance of monitoring system in different monitoring heights

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图 6. 不同探测器像元大小下,图像处理能力与系统监测性能关系

Fig. 6. Relationship between image processing capability and performance of monitoring system with different detector pixel sizes

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图 7. 不同像面位移识别能力大小下,光学成像系统焦距与系统监测性能关系

Fig. 7. Relationship between focal length and performance of monitoring system with different recognition ability in image surface displacement

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图 8. 高精度扰动检出方法组成

Fig. 8. Composition of method for high-precision disturbance monitoring

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图 9. 整像素搜索原理图

Fig. 9. Schematic diagram of integral pixel search

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图 10. 数值模拟的高斯分布散斑图

Fig. 10. Speckle pattern in Gaussian distribution got by numerical simulation

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图 11. 给定的沿X方向的位移u0=0.01,给定的沿Y方向的位移v0=0.01

Fig. 11. Given displacement in X direction u0=0.01 and given displacement in Y direction ν0=0.01

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表 1

Calculation results for different pixel displacement (Unit: pixel)

各像素不同位移计算结果(单位:pixel)

Table1.

Calculation results for different pixel displacement (Unit: pixel)

各像素不同位移计算结果(单位:pixel)

u0ν0u0 result(μ±3σ) ν0 result(μ±3σ)
0.010.010.01±1.2×10−50.01±1.23×10−5

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张月, 苏云, 高鹏, 王旭, 董士奎, 张学敏, 赵号. 运动物体大气扰流的可视化光学监测方法[J]. 红外与激光工程, 2020, 49(8): 20190535. Yue Zhang, Yun Su, Peng Gao, Xu Wang, Shikui Dong, Xuemin Zhang, Hao Zhao. Visual monitoring method for atmospheric disturbance of moving objects[J]. Infrared and Laser Engineering, 2020, 49(8): 20190535.

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