[发明专利]具有超半球视野的光电系统

说明书

本发明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（episcope）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1到10Hz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1到10Hz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1到10Hz）的大矩阵，或依靠扫描360°且同样限制到1到10Hz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，本发明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：

i.LxC象素阵列，其中L>2000且C>2000，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

ii.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：

i.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，

ii.多个邻近象素的加权积累的装置，