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《基于半導體激光器的車載紅外夜視系統(tǒng)設(shè)計》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、第30卷第8期四川兵工學報2009年8月基于半導體激光器的車載紅外夜視系統(tǒng)設(shè)計1232許濤,趙志旺,曹林,李龍(1.91917部隊,北京102401;2.重慶通信學院研究生隊,重慶400035;3.61906部隊,河北廊坊065001)摘要:介紹了一種基于半導體激光器的紅外夜視系統(tǒng),該系統(tǒng)以半導體激光器為紅外發(fā)射裝置,以單片機PIC16F877為核心完成數(shù)據(jù)采集和系統(tǒng)控制,并利用MAX487完成單片機之間的串行通信.給出了系統(tǒng)硬件設(shè)計方法并進行了實驗.實驗結(jié)果證明了系統(tǒng)的實用性.關(guān)鍵詞:紅外夜視儀;半導體激光發(fā)射器;單片機;通信電路中
2、圖分類號:U463.65文獻標識碼:A文章編號:1006-0707(2009)08-0023-04隨著汽車市場的快速發(fā)展和安防意識的日益強化,人像清晰、對比度高、不易受背景光的影響等優(yōu)點,可對遠、們對汽車安全保障技術(shù)的要求也越來越高.現(xiàn)有汽車照明小、暗目標或其局部進行照明,以減小背景輻射的影響,提系統(tǒng)在雪夜、雪天或大霧等能見度較低的情況下視距不高系統(tǒng)對遠、小、暗目標的精確跟蹤和成像測量能力,并且遠、效果不佳的弊病則成為了汽車行駛的安全隱患之一.在造價上也遠低于被動紅外照明系統(tǒng),因此已成為當前車更為嚴重的是,在夜晚行車時,駕駛員通常會被對方車輛載夜
3、視設(shè)備研究的熱點.根據(jù)上述分析,可選擇對主動式的燈光干擾,故極易導致車禍的發(fā)生.而夜視系統(tǒng)卻可以紅外夜視裝置進行設(shè)計,并確定系統(tǒng)主要由控制器、云臺[1]在黑暗中幫助駕駛員導航,使駕駛員在有燈光和黑暗兩種部分和顯示部分組成,其組成框圖如圖1所示.情況下都能看清駕駛環(huán)境.因此開發(fā)一種結(jié)構(gòu)簡單、性能其工作原理為:首先,控制器中的微處理器根據(jù)鍵盤穩(wěn)定、可靠性好、適用性強的汽車紅外夜視系統(tǒng),具有重要接收到的指令,控制恒流源的工作,也就是說,當夜間需要的市場應(yīng)用前景.夜視裝置工作時,微處理器開啟恒流源,驅(qū)動激光器發(fā)出紅外激光,通過光纖送給云臺部分的光學聚焦鏡頭,
4、并輸1系統(tǒng)設(shè)計出給CCD圖像探測器作為照明電源.然后,CCD圖像探測器將探測到的目標圖像轉(zhuǎn)換為視頻信號,并通過控制器傳1.1總體設(shè)計送給LCD顯示器,以提供給特種車輛駕乘人員.同時,駕乘根據(jù)照明光源的有無,車載紅外夜視裝置可分為被動人員還可根據(jù)觀測目標的距離和方位情況,通過鍵盤調(diào)節(jié)和主動成像兩種方式.被動成像依賴于目標或環(huán)境的發(fā)云臺的水平和垂直方位,并調(diào)節(jié)攝像機光學鏡頭的參數(shù).光,通過成像設(shè)備拾取微弱的光信號并最終成像,其本身這些指令通過通信端口送到云臺解碼器,使其收到命令后并不帶照明用光源;而主動成像則外加了輔助照明光源,再分別控制云臺電機和光
5、學鏡頭電機工作,以滿足駕乘人通過接收探測目標反射回的光輻射并最終成像,故具有成員的觀測需要,并保證成像的清晰度.圖1車載主動式紅外夜視裝置組成收稿日期:2009-04-24作者簡介:許濤(1964),男,河北人,工程師,主要從事通信裝備技術(shù)研究.24四川兵工學報1.2激光器選擇[3]合和間接耦合.直接耦合是把光纖端面加工成微透鏡,由于半導體激光器制作技術(shù)不斷提高,且具有光束質(zhì)其具體方法是:首先在半導體激光器前加一段石英光纖,量好,亮度高等優(yōu)點,因此成為了紅外光源應(yīng)用的首選.使其水平、垂直方向的發(fā)散角被壓縮到20?以下,壓縮后的1.2.1
6、激光器波長光束由于光束均勻性差而不能直接使用,必須再用光纖對在選擇激光器波長時應(yīng)主要考慮夜間照明時是否有準出光端,采用半導體激光器光纖耦合的方法進行光束均[1]紅曝!,以及紅外光波長和攝像機的匹配效果.低照度勻化.最后再用激光焊機采用外殼平行封焊的方式將光纖黑白CCD攝像機光譜響應(yīng)比較寬,在400~1100nm左右均焊接在管座上,并在尾管涂膠以保證其氣密性.該方法工有不同程度的響應(yīng).同時,在同等功率下,半導體激光器峰藝簡單、結(jié)構(gòu)緊湊,系統(tǒng)光學元件數(shù)少,耦合效率高.[2]值波長越長,紅曝!越弱;功率越高,紅曝!越強.因此,1.2.3激光器恒流驅(qū)動電路
7、波長為808nm、860nm的激光器有較強的紅曝!,故對紅半導體激光器是一種高功率密度且具有極高量子效率曝!要求嚴格的遠距離監(jiān)控場合一般采用波長在900nm以的器件,但其對電沖擊的承受能力卻較差,故電流微小的變上的激光器;而915nm、940nm的激光器和攝像機光譜匹化將可能導致光功率輸出的極大變化和器件參數(shù)(激射波配系數(shù)較高,特別是940nm波長的激光器,夜間基本無紅長、噪聲性能、模式跳動)的變化,危及器件的安全使用,因而曝!,因此本裝置采用波長為940nm的激光器.對驅(qū)動電源電路的性能和安全保護有著很高的要求.1.2.2激光器耦合為此可選用DD
8、312作為驅(qū)動電路的芯片,它是一款專由于半導體激光光束為橢圓形,因此其光波導存在較為大功率LED所設(shè)計的單通
