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Languages: French
Types: Article
Subjects: Imagerie Thermique, Imagerie Active, Imagerie Laser, Conditions dégradées, Pluie, Modélisations, Performances, Portée, 530, Thermal Imaging, Active imaging, Laser imaging, Adverse conditions, Rain, Modelling, Range
L’imagerie thermique est largement utiisée dans le domaine militaire pour ses capacités de vision diurne et nocturne et sa longue portée d’observation. Cette technologie est basée sur la détection passive dans l’infrarouge. En conditions météorologiques dégradées ou quand la cible est partiellement dissimulée par du feuillage ou des filets de camouflages militaires, elle devrait être à court terme de plus en plus complémentée par un système d’imagerie active. Cette technologie est essentielle pour l’imagerie à longue portée. La technique d’imagerie dite flash 2D est basée sur une source laser impulsionnel qui illumine la scène et sur une caméra rapide synchronisée qui constitue le système d’imagerie. Ces deux technologies sont b ien éprouvées en présence de conditions météorologiques claires. Les modèles TRM4 (imagerie thermique) et PERFIMA (imagerie active) sont capables de prédire correctement les performances de tels systèmes par beau temps. En revanche, en conditions dégradées telle que la pluie, le brouillard ou la neige, ces modèles deviennent non pertinents. Cette étude introduit de nouveaux modèles pour compléter les codes TRM4 et PERFIMA, et les rendre aptes à prévoir les performances dans ces conditions dégradées. Nous analysons ici plus particulièrement le temps de pluie pour l’imagerie active et l’imagerie thermique. Dans un premier temps, nous répertorions l’impact possible de la pluie sur des paramètres physiques connus (extinction, transmission, résolution spatiale, luminance de trajet, turbulence). Nous étudions ensuite les phénomènes physiques et les lois régissant les caractéristiques de la pluie. Nous avons développé des modèles physiques permettant de calculer l’impact de la pluie sur le système global d’imagerie. Enfin, nous avons simplifié et allégé ces modèles pour obtenir des modèles faciles à utiliser et à interfacer avec les codes TRM4 et PERFIMA qui sont couramment utilisés pour des applications industrielles. Ces modèles de prédiction de l’imagerie active et de l’imagerie thermique ont été confrontés à la réalité (expérience avec l’imageur MILPAT par exemple) pour être validé sur des données réelles, comme la portée des systèmes. Thermal imaging cameras are widely used in military contexts for their day and night vision capabilities and their observation range; there are based on passive infrared sensors (e.g. MWIR or LWIR range). Under bad weather conditions or when the target is partially hidden (e.g. foliage, military camouflage) they will be more and more complemented by active imaging systems, a key technology to perform target identification at long ranges. The 2D flash imaging technique is based on a high powered pulsed laser source that illuminates the entire scene and a fast gated camera as the imaging system. Both technologies are well experienced under clear meteorological conditions; current models such as TRM4 (themal imaging) and PERFIMA (active imaging) codes are able to predict accurately the systems performances. However, under bad weather conditions such as rain, haze or snow, these models are not relevant. This study introduces new models to complete TRM4 and PERFIMA codes performances predictions under bad weather conditions for both active and infrared imaging systems. We point out rain effects on controlled physical parameters (extinction, transmission, spatial resolution, thermal background, turbulence). Then we develop physical models to describe their intrinsic characteristics and their impact on the imaging system performances. Finally, we approximate these models to have a “first order” model easy to deploy into TRM4 and PERFIMA already use for industrial applications. This theoretical work is validated on real active and infrared data, as systems range.

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