1.4.2. Классификация ОиЛзЭс

ОиЛзЭС разделяют на классы по различным признакам, и в зависимости от цели функционирования строятся разные классификации [15,20,26,32]. Хотя относительность и сложность проблемы классификации известны, тем не менее при решении практических задач разделение ОиЛзЭС на классы всегда удобно. При этом отдельным классам ОиЛзЭС могут быть сопоставлены соответствующие приемы и методы системного анализа или даже методы формализованного представления с помощью различных моделей. Так как ОиЛзЭС может быть охарактеризована одним или несколькими признаками, то ей соответственно может быть найдено место одновременно в различных классификациях, каждая из которых может оказаться полезной при выборе методов исследования.

Обычно цель каждой классификации, во-первых, ограничить выбор моделей для описания ОиЛзЭС, во-вторых, выработать «язык», наиболее подходящий для соответствующего класса. К признакам классификации ОиЛзЭС относятся: область спектра; ширина полосы длин волн, в которой система обладает требуемой чувствительностью; свойства излучения источника; решаемая задача (назначение); способ использования информации; тип источника облучения и т. д.

В зависимости от используемой области спектра ОиЛзЭС подразде­ляют на системы, работающие в ультрафиолетовой ( мкм), видимой ( мкм) и инфракрасной ( мкм) областях спектра. Классификация ОиЛзЭС по рабочим спектральным областям соответствует выделению высокочастотных диапазонов ЧВС соответственно ультрафиолетового ( Гц), видимого ( Гц) и инфракрасного ( Гц), что подчеркивает эквивалентность частотно-временных преобразующих свойств оптических и электронных ПЭ. Однако из-за большого значения временной частоты в оптическом диапазоне их физические свойства и поведение оказываются существенно различными.

С учетом ширины полосы спектрального диапазона длин волн (ширины ЧВС), в которой система обладает требуемой чувствительностью, ОЗС делят на спектральные (спектрометры) и интегральные (радиометры).

По свойствам излучения источника, различают когерентные, частично-когерентные и некогерентные ОиЛзЭС.

С учетом решаемой задачи (по назначению) ОиЛзЭС подразделяют на информационные, измерительные и следящие. Их отличия находят свое отражение прежде всего в знаковой модели, в частности в структурной схеме.

Информационные ОиЛзЭС предназначены для сбора, обработки, воспроизведения или записи информации о распределении яркости объектов излучения в различных областях спектра. К ним относятся тепловизионные и телевизионные системы, ОиЛзЭС ночного видения, сканирующие радиометры, лазерные локаторы, ОиЛзЭС оптической обработки информации. Эти ОиЛзЭС должны с максимальным разрешением и точностью преобразовывать все детали объекта излучения и окружающего фона в заданной области спектра в электрический сигнал, с помощью которого формируется изображение в видимой области спектра или производится исследование характеристик объекта излучения и выделение его на фоне помех. В структурной схеме (рис. 1.3) информационной ОиЛзЭС согласующее синхронизирующее устройство обычно представляет собой устройство развертки изображения, которое вырабатывает синхронизирующий сигнал, предназначенный для привязки распределения освещенности к пространственным координатам и времени.

Измерительные ОиЛзЭС служат для измерения некоторых параметров и характеристик объекта излучения, таких, как дальность, размеры, координаты, скорость движения, а также взаимная ориентация объектов. Одновременно могут измеряться энергетическая плотность, спектральный состав, степень поляризации, аберрации, распределение показателя преломления и другие оптические характеристики. Измерительная информация воспроизводится на индикаторных устройствах или преобразуется в выходной сигнал для управления объектом или процессом. Такими системами являются ОиЛзЭС контроля геометрических характеристик оптических деталей, оптико-локационные дальномеры, радиометры, спектрометры, фотометры и т. п. Основными требованиями к измерительным системам являются минимальная погрешность измерения и высокая чувствительность. При этом согласующее синхронизирующее устройство (рис. 1.3) имеет вид устройства привязки координат, которое передает опорный (синхронизирующий) сигнал, вырабатываемый оптическим модулятором, в ЭТ. Он служит для привязки измеряемых параметров и характеристик к координатам объекта излучения.

Следящие ОиЛзЭС предназначены для автоматического сопровождения некоторых объектов излучения, поддержания параметров и характеристик излучения на заданном уровне и их измерения по компенсационной схеме. Примерами таких систем служат ОиЛзЭС слежения за отдельными источниками, а именно астроориентаторы, астрогиды, устройства для автоматической стыковки подвижных объектов, устройства для обработки деталей по фотокопиру, а также системы для поддержания режима технологического процесса по интегральному и спектральному коэффициентам пропускания, компенсационные измерительные устройства и т. д. Основным требованием к следящим системам является минимальная погрешность слежения за объектом излучения или поддержания заданного уровня регулируемого процесса. Их характерной особенностью является наличие отрицательной обратной связи в виде дополнительной структурной связности выхода системы со входом. При этом выходное устройство следящей ОиЛзЭС с необходимостью включает в себя исполнительный привод, который устраняет рассогласование между входным и выходным значениями регулируемого параметра. Для формирования в ЭТ сигнала, пропорционального величине и направлению рассогласования, согласующее синхронизирующее устройство выполняется в виде генератора опорных напряжений, работающего синхронно с оптическим модулятором.

В зависимости от способа использования информации ОиЛзЭС подразделяют на автоматические и индикационные. Автоматические ОиЛзЭС работают по программе и самонастраиваются, т. е. принимают решение без участия оператора. Индикационные ОиЛзЭС выдают информацию в виде, пригодном для принятия решения оператором. Особенности таких систем также находят свое отра­жение в конкретной концептуально-знаковой модели.

По типу источника облучения объекта ОиЛзЭС классифицируют на пассивные и активные. Пассивные ОиЛзЭС воспринимают собственное излучение объекта или отраженное излучение естественных источников, таких, как Солнце или звезды. В активных ОиЛзЭС для облучения объекта используют искусственный источник, например лазер. Часть излучения источника рассеивается объектом и регистрируется системой.