Pozorovatelnost malého bezpilotního prostředku v infračervené oblasti optického spektra

15. mezinárodní vědecká konference „Měření, diagnostika, spolehlivost palubních soustav letadel“

2015

Pozorovatelnost malého bezpilotního prostředku v infračervené oblasti optického spektra Small Unmanned Aerial Vehicle Observability in the Infrared Region of the Optical Spectrum Ing. Jiří Němeček, CSc., Ing. Martin Polášek, PhD., Ing Radek Bystřický, PhD. Katedra leteckých elektrotechnických systémů, Univerzita obrany, Brno email: [email protected], [email protected], [email protected] Resumé: Článek se zabývá metodikou výpočtu statického dosahu infravizního systému na úrovni detekce, rozpoznání a identifikace pro malé bezpilotní letadlo. Jeho východiskem jsou experimentálně zjištěné vyzařovací charakteristiky kvadrokoptéry typu MK-QUADRO-XL [1]. Jedná se o letadlo poháněné čtyřmi elektromotory napájenými z akumulátorové baterie. Výsledky měření ukázaly, že radiační kontrast je dostatečně velký přinejmenším k odhalení tohoto letadla infravizním systémem. Limitujícím faktorem, který však významně omezuje dosah infravizního systému jsou malé rozměry letadla. Z toho vyplývá, že pozorovatelnost malých bezpilotních letadel na dostatečnou vzdálenost lze zabezpečit jedině prostřednictvím výkonné kamery, jejíž parametry je nutné vybírat v souladu s požadovanou úlohou a podmínkami pozorování. The article deals with the procedure of a calculation of a static range of a thermal imaging system at the detection, recognition and identification level for a small unmanned aircraft. Its starting points are experimentally observed radiation characteristics of MK-QUADRO-XL quadrocopter. [1] This vehicle is driven by four small electric motors that are powered from rechargeable battery. Measurement results showed that radiant contrast is large enough to detect this aircraft by means of thermal imaging system. However, the limiting factors which significantly restrict the system range are small sizes of aircraft. It follows that the observability of the small unmanned aircraft at a sufficient distance can be ensured only through a powerful camera. Its parameters have to be selected in accordance with the desired task and observation condition.

1

Úvod

Malé bezpilotní prostředky UAV (Unmanned Aerial Vehicle) se v současné době využívají k mnoha účelům civilního i vojenského charakteru. [2] K nejběžnějším vojenským úlohám patří -162-


2015

průzkum území protivníka a monitorování jeho činnosti. Proti UAV plnícím vojenské úkoly lze účinně zasáhnout jen tehdy, když je včas zjištěna jejich přítomnost v dostatečné vzdálenosti od zájmové oblasti nebo cíle. K detekci a určení polohy malých UAV slouží například radiolokátory1 [3], optoelektronické lokátory [4] nebo akustické systémy [5]. Z optoelektronických prostředků se k danému účelu nabízejí také systémy infravizní. K posouzení jejich využitelnosti je nutné znát alespoň základní příznaky konkrétního UAV v infračervené oblasti optického spektra, relevantní parametry infravizního přístroje a míru zeslabení hustoty zářivého toku při průchodu záření atmosférou. Článek se zabývá metodikou výpočtu statického dosahu infravizního systému pro různé stupně určení cíle s důrazem na malé bezpilotní vrtulníky poháněné elektromotory [1]. U těchto letadel se průchodem elektrického proudu vodiči a elektrickými součástkami uvolňuje teplo, dochází k ohřevu některých zevních komponentů letadla a vzniká tak radiační kontrast mezi letadlem a jeho okolím. Z vyzařovacích charakteristik kvadrokoptéry typu MK-QUADRO-XL, změřených v roce 2013 [6], [7] vyplývá, že infravizní kamery jsou k pozorování zmíněných letadel potenciálně použitelné. V článku jsou objasněné dva postupy výpočtu dosahu. Jeden je bez uvažování ztrát záření založen na využití relace mezi tzv. kritickým rozměrem cíle a rozlišovací schopností kamery. Podstatou druhého je porovnání tzv. snímaného teplotního rozdílu TDs cíle s parametrem MRTD (Minimum Resolvable Temperature Difference; minimální rozlišitelný rozdíl teplot) kamery.

2

Výsledky měření spektrální záře kvadrokoptéry

Za účelem získat realistickou představu o záření malých bezpilotních letadel s elektrickými pohony byly změřené vyzařovací charakteristiky kvadrokoptéry MK-QUADRO-XL [6], [7] Její schéma je na obr. 1. Kvadrokoptéra má čtyři nosné vrtule, které jsou přímo poháněné samostatnými elektrickými motory. K řízení slouží řídicí a napájecí jednotka (RNJ), která podle povelů operátora napájí elektromotory odpovídajícím napětím. Řídící signály určují velikost elektrických proudů, které jsou přiváděné do elektromotorů. Hodnoty těchto proudů jsou v řádu jednotek až desítek ampérů, a proto se některé částí kvadrokoptéry ohřívají, zejména motory a RNJ. Opačný účinek mají vzduch proudící od vrtulí a vlastní pohyb kvadrokoptéry v ovzduší, které jsou příčinou ochlazování. V konečném důsledku však dochází ke zvýšení teplot povrchů

1

Na základě výsledků vlastního výzkumu poskytl informace Ing. Miroslav Krátký, Ph.D. z katedry systémů PVO Univerzity obrany.

-163-


2015

kvadrokoptéry, a to na hodnoty, které převyšují teploty okolního prostředí až o několik desítek kelvinů. Tak vzniká významný radiační kontrast mezi kvadrokoptérou a jejím pozadím. K měření vyzařovacích charakteristik byl použitý spektrální radiometr SR 5000. Výsledkem experimentu byly hodnoty spektrální záře L (W  cm-2  sr-1  μm-1) změřené v několika vybraných směrech, které byly definované hodnotou polohových úhlů radiometru  a , viz obr. 1 a obr. 2. [6], [7] Jednotlivé průběhy na obr. 2 odpovídají různým režimům činnosti motorů a různým polohovým úhlům radiometru. oR π

y 4V

ρ

β

O RNJ

4M

x

ρ oR α π

O x

z

Obr. 1: Schéma kvadrokoptéry a její souřadnicová soustava [7] M – motor, oR – optická osa radiometru, Oxyz – souřadnicová soustava kvadrokoptéry, RNJ – řídicí a napájecí jednotka, V – vrtule,  – polohový úhel radiometru v rovině ,  – polohový úhel radiometru v rovině ,  – rovina symetrie kvadrokoptéry,  – rovina vrtulí kvadrokoptéry

Průběhy zjištěných spektrálních vyzařovacích charakteristik zhruba odpovídají teoretickým charakteristikám černého tělesa s teplotou v rozmezí 25 °C až 30 °C. Rozdíly mezi jednotlivými režimy nejsou výrazné, stejně jako rozdíly mezi jednotlivými měřenými povrchy kvadrokoptéry. Odchylky od teoretického průběhu zmíněného černého tělesa je možné interpretovat jako důsledek parazitických jevů, které nemají svůj původ ve vlastním vyzařování měřeného objektu, ale souvisí zejména s nízkým odstupem přijímaného signálu od šumu v uvedené oblasti vlnových délek, který má za následek vysokou nejistotu měření. Lokální -164-


2015

extrémy spektrální záře patrné na vlnové délce 4,3 m odpovídají typickým absorpčním čarám atmosférického oxidu uhličitého. [6], [7]

L (W  cm-2  sr-1  m)

Obr. 2: Spektrální zář kvadrokoptéry – souhrn výsledků měření [6]

3

Výpočet snímaného teplotního rozdílu

V tomto článku jsou objasněné dvě metody výpočtu dosahu infravizního systému. Jedna je založena na jednoduchém porovnání rozlišovací schopnosti kamery a úhlové velikosti cíle s ohledem na tzv. Johnsonova kritéria. Druhá přesnější metoda je založena na porovnání snímaného teplotního rozdílu cíle TDs (K) s parametrem MRTD (K), viz [8], [9], [10]. Snímaný teplotní rozdíl cíle i parametr MRTD lze vyjádřit jako funkce vzdálenosti mezi cílem a kamerou D (m): TDs = TDs(D), MRTD = MRTD(D). Snímaným teplotním rozdílem, v literatuře označovaným jako efektivní teplotní rozdíl ETD (Effective Temperature Difference) [9], [10], se rozumí zdánlivý teplotní rozdíl mezi cílem a pozadím v místě snímací kamery, který by vyvolal stejný radiační kontrast jako černé těleso, jehož záření by bylo ke kameře přeneseno bezztrátovým prostředím. Předpokládá se, že snímaný teplotní rozdíl je ovlivněn jednak útlumem [11] infračerveného záření při pronikání atmosférou mezi cílem a kamerou, jednak odchylkou záření cíle a jeho pozadí od záření zkušebních testů používaných ke stanovení parametru MRTD.

-165-


2015

Parametr MRTD lze vyjádřit analyticky [14] nebo změřit [8] v laboratorních podmínkách pomocí speciálních přístrojů. Postup experimentálního stanovení tohoto parametru je založen na tom, že se posuzovanou kamerou snímá zkušební test tvořený dvěma skupinami stejně širokých pruhů zářícími jako černá tělesa. Jedna skupina má teplotu T1, její pruhy jsou proložené pruhy druhé skupiny, které mají teplotu T2. Pokud je tedy dosah infravizního systému určován porovnáním parametru MRTD s rozdílem teplot cíle a jeho pozadí, je nutné vzít v úvahu odlišný charakter vyzařování reálných těles od černých. Účinek atmosféry na snímaný teplotní rozdíl lze kvantitativně ohodnotit prostřednictvím spektrální transmitance atmosféry a() (–) vyjádřené Bouguerovým (LambertovýmBeerovým) zákonem [12], [13], [14]:

 a     e

a  D

(2)

kde D – vzdálenost mezi objektem a kamerou (m), a() – spektrální koeficient útlumu na trase mezi objektem a kamerou (m-1). Vztah (2) platí za předpokladu, že koeficient útlumu je prostorově nezávislý. Vzhledem k tomu, že pásmo pracovních vlnových délek kamery bývá relativně široké, musí být korekce snímaného teplotního rozdílu na útlum záření řešena prostřednictvím korekčního činitele, který zahrnuje střední hodnotu transmitance atmosféry mezi cílem a kamerou. Vliv reálných parametrů záření cíle a pozadí na snímaný teplotní rozdíl s ohledem na záření černého tělesa lze vyjádřit spektrálním korekčním činitelem mc():

mc   

 T    M 0T  , T1    B    M 0B  , T2  , M 0T  , T1   M 0B  , T2 

(3)

kde M0B(,T2) – spektrální intenzita vyzařování (W  m-3) černého tělesa o teplotě T2, M0T(,T1) – spektrální intenzita vyzařování černého tělesa o teplotě T1, B() – spektrální koeficient emisivity pozadí, T() – spektrální koeficient emisivity cíle. Odchylky snímaného teplotního rozdílu vznikají také v důsledku závislosti rozdílu zářivých toků (pozadí a cíle) na teplotě pozadí, viz [4], [14]. Jestliže je emisivita cíle menší než jedna, jeho reflektance je nenulová a snímaný teplotní rozdíl může být také negativně ovlivněn zářením vnějších zdrojů odraženým od cíle. Uvedené jevy zde však nebereme v úvahu. Spektrální korekční činitel ATD() (–) vyjadřující vliv útlumu záření v atmosféře i specifického charakteru záření reálného cíle na snímaný teplotní rozdíl je dán vztahem -166-


ATD     a    mc   .

2015

(4)

V souladu se vztahem pro střední hodnotu transmitance, viz [14], vyjádříme korekční činitel

ATD jako střední hodnotu spektrálního korekčního činitele pro 1, 2

ATD 

2 1    a    mc    d , 2  1 1

(5)

kde 1, 2 – mezní vlnové délky pracovního intervalu kamery. Snímaný teplotní rozdíl je dán vztahem, viz [4], [8]:

TDs  ATD  T ,

(6)

kde T – rozdíl mezi skutečnou teplotou cíle a jeho pozadí (K).

4

Výpočet dosahu infravizního systému

Dosah infravizního systému je maximální vzdálenost mezi kamerou a cílem, při které lze s určitou pravděpodobností rozhodnout o přítomnosti a typu cíle v předmětovém poli kamery. Závisí na radiačních a geometrických vlastnostech cíle. Metoda, která vychází jen z rozlišovací schopnosti kamery, úhlové velikosti cíle a Johnsonových kritérií, vede k výpočtu dosahu Dmax (m) infravizního systému [4], [15], [16], podle vztahu [16]

Dmax 

h f  , np 2d 

(7)

kde d´ – rozměr jednoho detekčního prvku (pixel) (m), f´ – ohnisková vzdálenost optické soustavy kamery (m), h – kritický rozměr cíle (m), np – počet period ekvivalentního čárového testu (–). Řádové velikosti pixelů jsou v současné době jednotky až desítky mikrometrů. Ohniskové vzdálenosti optických soustav jsou jednotky až stovky milimetrů. Při dané velikosti pixelů lze změnou ohniskové vzdálenosti měnit okamžitý zorný úhel, rozlišovací schopnost a v konečném důsledku i dosah. Kritickým rozměrem cíle je nejmenší, nebo smluvní, specificky definovaný rozměr cíle. [16]

-167-


2015

Ekvivalentní čárový test je periodická soustava stejně širokých pruhů, které se ve všeobecnosti liší nějakou optickou vlastností, viz Obr. 4. Tento test se používá jako model cíle, který je zobrazován stejným způsobem jako cíl reálný. Pro zobrazení ekvivalentního čárového testu a reálného cíle platí stejná pravidla. [17] Dosah zobrazovacího systému se určuje na základě zmíněných Johnsonových kritérií, která stanovují minimální počet period (cyklů, dvojic pruhů) ekvivalentního testu, které musí ležet ve směru kritického rozměru cíle. Požadovaný počet period je dán typem průzkumné úlohy (stupněm rozlišení, tj. určení cíle) a typem cíle. [8], [9], [15], [16], [17] Obvykle užívané stupně rozlišení cíle a odpovídající požadované počty period rozlišitelné ve směru kritického rozměru cíle s pravděpodobností 0,5 [8], [9] jsou: •

detekce [8], odhalení [9], (Detection), np = npd = 1,

•

rekognoskace [8], rozpoznání [9], (Recognition), np = npr = 3,

•

identifikace [8], [9], (Identification), np = npid = 6.

Je zřejmé, že kritický rozměr cíle závisí na směru pozorování. V případě kvadrokoptéry (oktokoptéry atd.) se tento rozměr při pozorování ve směru osy y značně liší od kritického rozměru při pozorování ve směru os x a z, viz obr. 1. Na obr. 3 a) je znázorněné využití ekvivalentního čárového testu pro jednotlivé stupně rozlišení cíle při pozorování kvadrokoptéry ve směru osy y. Výpočet dosahu podle vztahu (7) lze však považovat pouze za orientační, neboť se zde berou v úvahu pouze rozlišovací schopnost kamery a požadavky dané Johnsonovými kritérii. Vychází se z předpokladů, že přenosové prostředí je bezztrátové a kontrast cíle a pozadí dostatečně vysoký. Chceme-li dosah určit přesně, musíme vzít v úvahu také parametry a charakteristiky záření cíle a pozadí, další relevantní parametry kamery, vlastnosti atmosféry jako přenosového prostředí i některé další podmínky snímání cíle, jako jsou například pohyb cíle, vibrace [17] kamery atd. Přesnější metoda stanovení dosahu infravizního systému, viz část 3, vychází z parametru MRTD (K). Tento parametr vyjadřuje prahovou hodnotu rozdílu teplot cíle a pozadí potřebnou k zobrazení cíle a k určení cíle na daném stupni rozlišení se stanovenou pravděpodobností. Metodika uvedená v následujících částech je založena na využití výsledků experimentálního měření parametru MRTD.

-168-


2015

h

np= 1 Detekce

n p= 3 Rekognoskace

np= 6 Identifikace

a) Stupně rozlišení cíle p2

p3

p1

b) Prostorové periody Obr. 3: Ekvivalentní čárové testy [9], [17] Parametr MRTD je mj. funkcí prostorové frekvence, která je lineární fl (m-1) nebo úhlová

fu

(rad-1). Úhlová prostorová frekvence závisí na lineární prostorové periodě zkušebního testu a ohniskové vzdálenosti kolimátoru vytvářejícího kolimovaný svazek paprsků, které dopadají na objektiv posuzované kamery. K výpočtu dosahu se využívá závislost na úhlové prostorové frekvenci: MRTD = MRTD(fu). Ekvivalentní čárové testy o různých prostorových frekvencích jsou na Obr. 3 b). Vzdálenosti p1, p2, p3 (m) jsou lineární prostorové periody. Odpovídající lineární prostorové frekvence jsou f1 = 1 / p1, f2 = 1 / p2, f3 = 1 / p3. Úhlová prostorová perioda pu je dána podílem lineární prostorové periody a vzdálenosti mezi cílem a kamerou D; pro daný cíl a průzkumnou úlohu platí vztah

pu 

h . np  D

(8)

Na základě (8) lze pro úhlovou prostorovou frekvenci psát:

fu 

1 np  D  . pu h

(9)

-169-


2015

S využitím vztahu (9) můžeme vyjádřit závislost parametru MRTD na vzdálenosti D: MRTD = MRTD(D). Vzdálenost pro konkrétní hodnotu MRTD je největší vzdálenost, ze které je možné rozlišit ekvivalentní čárový test na daném stupni, jestliže rozdíl teplot sousedních pruhů tohoto testu T je roven parametru MRTD, atmosféru považujeme za bezztrátové přenosové prostředí a test září jako černé těleso: D = Dmax pro T = MRTD(D). Z parametru MRTD změřeného pro několik hodnot úhlové prostorové frekvence lze například metodou lineární regrese vyjádřit potřebné aproximační funkce ve tvaru polynomů. Naměřené hodnoty MRTD a vypočítané hodnoty vzdáleností (dosahů) odpovídající jednotlivým stupňům určení cíle pro dané hodnoty úhlové prostorové frekvence se uspořádají do tabulky, viz

Tab.

1. Vztahy pro výpočet vzdálenosti jsou získané z (9). Konkrétní hodnoty obdržíme po dosazení za kritický rozměr cíle a počet prostorových period. Pořadové číslo měření i

1 2 . . k . . n

Úhlová prostorová frekvence čárového testu fui (rad-1) fu1 fu2 . . fuk . . fun

Dosah pro detekci

Di-d  f ui 

Dosah pro rozpoznání

h

npd

Di -r  f ui 

h n pr

Dosah pro identifikaci

Di -id  f ui 

(m)

(m)

(m)

D1-d D2-d . . Dk-d . . Dn-d

D1-r D2-r . . Dk-r . . Dn-r

D1-id D2-id . . Dk-id . . Dn-id

Parametr MRTDi

h npid

(K) MRTD1 MRTD2 . . MRTDk . . MRTDn

Tab. 1:Hodnoty veličin potřebných k vyjádření aproximačníchpolynomů1), 2) 1) Za h (m) sedosadí rozměr konkrétního cíle. 2) Počty period jsou: npd = 1, npr = 3, npid = 6.

Dále se vyjádří aproximační polynomy; podle údajů uvedených v literatuře lze v prvním přiblížení připustit, že postačují polynomy druhého stupně, viz [8], [10], [9], [14]. Hledaný aproximační polynom jako funkce úhlové prostorové frekvence má potom obecný tvar:

MRTD f u   b0  b1  f u  b2  f u2 .

(10)

Aproximační polynomy MRTDd(D), MRTDr(D) a MRTDid(D) pro jednotlivé stupně určení cíle lze vyjádřit s využitím odpovídajících hodnot vzdáleností Di-d, Di-r, resp. Di-id, viz Tab. 1. Potřebné funkce můžeme získat také po dosazení (9) do (10) a následném dosazení za h a np:

-170-


2015

2

 npd   npd  MRTDd D  b0  b1     D  b2     D2 ,  h   h  2

 npr   npr  MRTDr D  b0  b1     D  b2     D2 ,  h  h

(11)

2

 npid   npid  2 MRTDid D  b0  b1     D  b2    D .  h   h  Analytické vyjádření snímaného teplotního rozdílu v závislosti na vzdálenosti není při přesném určení hodnot spektrálního koeficientu útlumu a korekčního koeficientu mc() možné, viz (2), (5) a (6). Snímaný teplotní rozdíl a dosah infravizního systému je nutné počítat numericky. Pokud ovšem přijmeme zjednodušující předpoklady, že spektrální koeficient útlumu a() je v pracovním pásmu vlnových délek konstantní (Což v oblasti 8 m až 12 m přibližně platí.) a cíl i pozadí září jako černá tělesa, můžeme namísto (6) použít vztah

TDs  e a  D  T .

(12)

MRTD (K) T MRTDid(D) MRTDr(D)

MRTDd(D)

TDs(D)

0

Dmaxid Dmaxr

Dmaxd

D(m)

Obr. 4: Určení dosahu infravizního systému [8], [10] Ilustrační průběhy funkcí (11) a (12) jsou na obr. 4. Teoretickým statickým dosahem pro jednotlivé stupně rozlišení cíle jsou souřadnice vzdálenosti jednotlivých průsečíků funkce -171-


2015

snímaného teplotního rozdílu s funkcemi minimálního rozlišitelného rozdílu teplot: TDs(Dmaxid) = MRTDid(Dmaxid), TDs(Dmaxr) = MRTDr(Dmaxr), TDs(Dmaxd) = MRTDd(Dmaxd).

5

Závěr

Z výsledků měření [6], [7] vyzařovacích charakteristik kvadrokoptéry MK-QUADRO-XL vyplývá, že i malé bezpilotní prostředky mohou mít dostatečně velký radiační kontrast vůči pozadí. Při teplotě některých komponentů letadla cca 310 K může být počáteční rozdíl teplot T v řádu jednotek až desítek kelvinů v závislosti na teplotě pozadí. Bylo zjištěno, že úroveň i spektrální závislost emitovaného záření odpovídá černému tělesu. Pokud předpokládáme, že také pozadí září jako černé těleso, není nutné uvažovat korekci na charakter záření, neboť mc() = 1, viz (3), a snímaný teplotní rozdíl je potom nutné korigovat jen na útlum optického záření v atmosféře. Faktorem, který výrazně omezuje dosah infravizního systému jsou rozměry letadla. U malých bezpilotních prostředků lze počítat s rozměry do jednoho metru. Autoři článku prakticky ověřili v reálných podmínkách pozorovatelnost oktokoptéry (osm rotorů, osm motorů), kde vzdálenosti mezi motory byly do 1,00 m, průměr motorů 0,02 m, průměr řídící jednotky 0,10 m a výška oktokoptéry cca 0,20 m. Mimořádný vliv na dosah systému má rozlišovací schopnost kamery, která je jednou z veličin určujících hodnotu parametru MRTD. Rozlišovací schopnost konkrétní kamery je dána zejména ohniskovou vzdáleností optické soustavy, neboť lze předpokládat, že rozměry celého snímače i jednotlivých citlivých prvků jsou u soudobých kamer řádově srovnatelné. Při pozorování zmíněné oktokoptéry bylo zjištěno, že s běžně dostupnou kamerou s objektivem, který má ohniskovou vzdálenost v řádu jednotek milimetrů, byl dosah na stupni detekce několik metrů. Naopak při použití kamery s velkou ohniskovou vzdáleností byla oktokoptéra spolehlivě identifikovatelná na vzdálenost 80 metrů, viz Obr. 5. Světlý pruh v dolní části levého snímku je beton a nad ním tráva; horní pruh je vzdálený les. Pozadím oktokoptéry na pravém snímku je pouze obloha. Pozorování s výkonnou kamerou se uskutečnilo v dopoledních hodinách za polojasného počasí. Teplota vzduchu byla cca 15 °C. Oktokoptéra se pohybovala nad betonovou plochou a byla snímaná na pozadí trávy, lesa a oblohy. Vzhledem k omezenému slunečnímu svitu lze předpokládat, že teplota jednotlivých pozadí kromě oblohy byla o něco vyšší než teplota vzduchu. Naopak slabšímu záření odpovídající (zdánlivá) teplota oblohy byla nižší. Tyto

-172-


2015

skutečnosti se projevily v kvalitě zobrazení, které bylo nejlepší pro oblohu, neboť snímaný teplotní rozdíl byl v tomto případě největší. Ze zjištěných poznatků vyplývá, že infravizní systémy jsou použitelné i k odhalení a pozorování malých bezpilotních letadel. Nezbytným předpokladem jejich úspěšného nasazení je však promyšlený výběr kamery a stanovení dosahu pro různé typy cílů na jednotlivých stupních rozlišení. Nezanedbatelnou úlohu hraje také umístění kamery z hlediska pozadí potenciálního cíle. Kvalitu obrazu a tím i dosah je možné zlepšit vhodným zpracováním obrazu. [18] Lze předpokládat, že dosah na úrovni detekce může být v řádu stovek metrů.

Obr. 5: Oktokoptéra na pozadí lesa a trávy (vlevo) a oblohy (vpravo)

References [1]

[2] [3]

[4] [5] [6]

[7]

[8]

MK Basicset QuadroKopter XL [on line]. Columbia Falls: Quadrocopter, LLC, © 2006 – 2014 [Cited14. 10. 2014]. Available at: http://www.quadrocopter.com/MK-BasicsetQuadroKopter-XL_p_283.html Unmanned aerial vehiclecs.wikipedia.org [online]. Wikimedia Foundation [Cited 12. 9. 2014]. Available at: http://en.wikipedia.org/wiki/Unmanned_aerial_vehicle Hajri, Riadh. UAV to UAV Target Detection and Pose Estimation [online]. Monterey (California): Naval Postgraduate School, 2012 [Cited 24. 9. 2014]. Available at: http://calhoun.nps.edu/bitstream/handle/10945/7351/12Jun_Hajri.pdf?sequence=1 HOLST, Gerald C. Testing and Evaluation of Infrared Imaging Systems. Second edition. Winter Park: JCD Publishing, 1998. [422 s]. ISBN 0-9640000-5-9. MELŠA, Pavel. The detection of acoustic signal from land Targets (in Czech). Dissertation. Brno: University of Defence, 2011. [136 s]. JOBÁNEK, Adam a Petr NAVRÁTIL. The Measurement of radiation characteristics of UAV in the infrared region of the spectrum (in Czech). Research report. Brno: Military Research Institute, 2013. [40 s]. Bystřický, Radek, Jiří Němeček, a Martin Polášek. Quadcopter Signature in the Infrared Region of the Optical Spectrum. In: Radek BYSTŘICKÝ a Rudolf JALOVECKÝ, eds. Measurement, Diagnosis and Dependability Airborne Systems 2014 (in Czech). Brno: University of Defence, 2014, p. 191-201. ISBN978-80-7231-970-1. ROHLENA, Ivo, Jiří ROHLENA, a Jiří PACÁK. The Evaluation of the Thermal Imaging System through CTS-4, the Analysis of the Thermal Imaging System Range. Fine Mechanics and Optics (in Czech). Přerov: Publishing House of the Institute of Physics of the Academy of Sciences of the Czech Republic, 1999, vol. 44, no. 5, p. 150152. ISSN 0447-6441. -173-


[9]

[10]

[11]

[12]

[13]

[14] [15]

[16] [17]

[18]

2015

CHLUP, Vladimír. Detection, diagnosis, identification. Fine Mechanics and Optics (in Czech). Přerov: Publishing House of the Institute of Physics of the Academy of Sciences of the Czech Republic, 2007, vol. 52, no. 4, p. 118-124. ISSN 0447-6441. RUESTEN, Christian and Friderich Theunert. IR-Range Forecast with NAVFLIR. In: Sensors & Electronics Technology Panel Symposium. Naples: Italian Air Force Academy, 1998, p. 7-1-7-6. ISBN 95-837-0001-5. FARROW, J. B. and A. F. GIBSON. Influence of the Atmosphere on Optical System. Optica Acta. London: Taylor & Francis, 1970, vol. 17, no. 5, p. 317-336. ISSN 0030-3909. SMITH, F. G., J. S. ACCETTA, and D. L. SHUMAKER. The Infrared & ElectroOptical Systems Handbook. Atmospheric Propagation of Radiation,Vol. 2 [online]. Bellingham: SPIE Press, 1993 [Cited 16. 10. 2014.]. Available at: http://www.dtic.mil/dtic/tr/fulltext/ u2/a364019.pdf. Wilfert, O., Henniger, H. An Introduction to Free-space Optical Communications. Radioengineering. Brno: Brno University of Technology, June 2010, vol. 19, no. 2, p. 203-212. [Online] Cited 2013-12-20. Available at: http://www.radioeng.cz/fulltexts/ 2010/10_02_203_212.pdf. LLOYD, J. M. Thermal Imaging System (in Russian). Translated by N. V. Vasilčenko. Moskva: Mir, 1978. RICHARDS, Austin. Thermalimaging: how far can you see with it? flir.com [online]. Teteringen – Breda: FLIR Commercial Vision Systems B.V. [Cited 7. 10. 2014]. Availableat: http://www.flir.com/uploadedFiles/ENG_01_howfar.pdf DOSKOČIL, Radek. Optoelectronic seeker of a general VSHORAD rocket system (In Czech). Brno: Univerzity of Defence, 2007. 211 p. BALÁŽ, Teodor, Josef BUCHOLCER, and František Racek. Probabilities of Target Distinction by Optoelctronic Systems (In Czech). Proceedings of VA Brno, series B 1/1999. Brno: Univerzity of Defence,1999, no. 1, p. 127-134. ADAMČÍK, František. Thermovision Diagnostics of Turbojet Engine (In Slovak). Košice: The Technical University of Košice, 2014. 136 p.

Dedikace Tento článek byl podpořen projektem Ministerstva obrany České republiky - Projekt pro rozvoj pracoviště K206 - Komplexní letecký elektronický systém pro UAS.

-174-

Pozorovatelnost malého bezpilotního prostředku v infračervené oblasti optického spektra

Recommend Documents