激光夜视技术及其选型

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1、激光夜视技术及其选型摘要：本文论述了激光夜视系统的原理和结构，并对激光夜视部件的选型和激光夜视的应用作了阐述，旨在帮助广大客户和工程商更好地选择真正符合项目需求的夜视技术。关键词：激光夜视选型应用激光夜视技术在中国出现已有将近十年的时间，它属于主动红外夜视技术的一种，其原理是将激光点光源通过光学扩散，达到夜间照明的目的，其波长多在808、940、980nm，属于近红外光。系统采用高通光量的夜视镜头接收目标反射光成像，再用低照度的CCD摄像机采集图像并输出。照明系统、成像镜头、摄像机三者作为系统的核心部件，互相配合，任何一个环节出现瓶颈都

2、会导致整套系统达不到理想的效果。十年来，激光夜视厂家如雨后春笋般出现，各家参数、价格也参差不齐，给客户的选择造成了极大的困难，对行业本身也有较大冲击，激光夜视技术虽大有取代红外LED灯的趋势，但混乱的技术及市场状态也导致客户不敢贸然下决定使用，本文将从影响夜视距离及效果的各方面因素入手，帮助客户更好的理解激光夜视技术。 绝大多数客户打电话都会问到一个问题“你们的夜视产品能达到1000米吗？大概什么价格？”不同的厂家可能给出的回答大相径庭，夸张点说，甚至会有五到十倍的差价，这一定会让客户犯嘀咕，同样的技术，怎么差距会如此之大？价格低的是不

3、是技术不成熟，价格高的是不是“半年不开张，开张吃半年”宰人，事实上，每一个生产型企业都不会拿自己的信誉开玩笑，出现这种情况的根本原因在于，各家对夜视距离的理解和观念存在差别。先看一个较为复杂的计算公式：                                         上式中，R代表需要达到的夜视距离，θ代表激光扩散角度，f代表所选镜头焦距，D代表镜头的有效通光孔径，f/D就是我们熟知的镜头的F值，Ed代表所选摄像机的灵敏度阀值，其余ε、ρ、τ、μ等分别代表照明系统透过率、目标漫反射系数、成像系统透过率、大气衰减系数等很难

4、由人为左右的参数。P为图像清晰成像所需要的光强度，可折算为夜视照明情况下需要的激光功率。上式为理论计算数据，不可控参数取平均值，选用400mm，F3.6镜头，摄像机最低照度0.001LUX，看1000米，激光照明角度0.5度（照明直径8米），理论计算得激光实际上只需要不到1.5W，也就是说，1.5W激光，完全可以照到1000米，并且成像，但只能呈现出类似“手电筒”的效果，如下图：   同样一条路，下图在成本大体相当的情况下更换了配置，相信客户会更认可如下图看到的效果，效果差距如此明显。   不难想象，如果客户需要看更大的范围呢？前一种配

5、置一定会更模糊，更暗，而后一种配置还可以在很大范围内保持清晰的效果，如下图：   由图可见，在1000米甚至更远的距离上，清晰成像不成问题。其范围，效果都不会和热成像有很大差距，关键看各核心部件的配置及配合情况。我们认为，真正性价比高的产品，不应该理解成在极限状态下，用最低的成本，达到客户要看到的距离，而是合理配置系统的各个部件，使其完美的发挥自身所有优势，在达到客户要求的基础上，真正为客户需求考虑，发挥产品应有的功能。能看1000米的设备，在200米距离上，不但不能识别，反倒什么也没法看，这样的产品能算真正看到1000米吗？从公式上，

6、我们应该深刻理解到的是，激光的选择，跟夜视距离的平方成正比，跟所选镜头F值的平方成正比，跟摄像机的灵敏度阀值成正比。而激光的扩散角，并不是我们想怎么做就怎么做，它要完全根据所选镜头的视场角来设计，设计小了，会出现“手电筒”，设计大了，会出现大量光成平方状的浪费，导致成本很高，但效果很不理想，除了三大影响效果的配件，实际使用上的操作也会大幅度的影响夜视效果，这就不得不提到系统的配合性问题，激光是否能够跟镜头联动，重点部位是否需要设定预置位，激光是否能够同步预制位等等一系列技术问题都需要考虑，对于整套系统来说，云台解码器也有必要和摄像头一起

7、讨论。在此，结合我们将近十年的激光夜视开发经验，谈一谈如何真正做到“最具性价比”的配置，产品永远没有完美的时候，我们能做到的，也仅仅是逐步的去发现更合理的配置方案。问题一：客户要看夜视1000米距离，需要用多大的镜头？目前行业里，比较被动的是根本没有一个国家或行业的强制标准，这就造成了有的厂家用500mm镜头，报监控距离1000米，有的厂家用150mm镜头，同样报监控1000米，价格相差5倍以上也就在情理之中了。下表列举了1000米以内的可能选用的所有焦距镜头的列表：    如上表，监控距离同在1000米以内，镜头焦距从25mm到132

8、0mm全覆盖，表格中的数据为1/2CCD在各个不同距离的视场高度，（高度和宽度永远为3：4），人的高度估测为1.7米。虽然没有强制标准，但公安部有一个指导性文件，文件中建议人占屏幕四分之一比例可认定为“可识