技(jì )術挑戰

該案例是與客戶共同合作(zuò)解決問題的真實案例，客戶想要定制一套HELIOS系統，要求系統不僅提供了完美的生産(chǎn)測試解決方案，還能(néng)使客戶将多(duō)個測試合并到一個系統中(zhōng)，以提高其在他(tā)們的産(chǎn)品驗證過程中(zhōng)效率并降低複雜性。

商(shāng)業挑戰

圖1 無人機

一家大型的無人機和飛機用(yòng)光學(xué)“吊艙”的航空制造商(shāng)在對其光學(xué)系統進行性能(néng)驗證測試時遇到困難。吊艙系統的原始設計是相對簡單的制導攝像機，但是越來越多(duō)的客戶要求增加輻射動态範圍（日光到夜視水平），熱成像系統和可(kě)見光成像系統，激光瞄準和測距，提高圖像分(fēn)辨率甚至是光譜波段或高光譜技(jì )術。

圖2 夜視系統

多(duō)年來，他(tā)們一直使用(yòng)藍菲光學(xué)（Labsphere）提供的一個簡單的均勻光源作(zuò)為(wèi)核心測試系統，目前他(tā)們認為(wèi)是時候升級光源功能(néng)了。此外，均勻光源測試隻是他(tā)們必須執行的許多(duō)測試階段中(zhōng)的一個。積分(fēn)球與許多(duō)其他(tā)測試系統一起坐(zuò)落在非常大的光學(xué)平台上，以執行熱，輻射，激光響應，目标成像（MTF和點擴散功能(néng)以及其他(tā)圖像和分(fēn)辨率測試）以及光學(xué)和視軸對準等 。

整套可(kě)能(néng)需要幾天時間，并且極容易受到獨立測試系統故障的影響。另外需要整個團隊來保持這個複雜的多(duō)測試系統的運行和校準。

藍菲光學(xué)（Labsphere）的解決方案

客戶最初的要求是藍菲光學(xué)（Labsphere）提供一種可(kě)以在寬動态範圍内提供亮度和輻射曲線(xiàn)以及非均勻性校正的積分(fēn)球系統。

在檢查了用(yòng)于測試吊艙的系統的巨大布局後，藍菲光學(xué)（Labsphere）提出，以積分(fēn)球為(wèi)紐帶進行多(duō)個測試結合起來來完成整個測試。 客戶一直認為(wèi)積分(fēn)球實際上隻能(néng)用(yòng)于一項測試。

通過查看所需的測試，并進行了一些讨論，Labsphere和客戶意識到，通過向球體(tǐ)添加一些其他(tā)功能(néng)可(kě)以提高效率。 具(jù)體(tǐ)來說，可(kě)以疊加到積分(fēn)球上的獨立測試如下：

• 該積分(fēn)球可(kě)根據要求用(yòng)作(zuò)均勻和動态範圍的光源，其分(fēn)辨率和範圍比客戶認為(wèi)的要大得多(duō)-大于140dB； 

• 可(kě)以在積分(fēn)球上安(ān)裝(zhuāng)激光器，以執行與吊艙中(zhōng)的激光器系統相關的時域和光譜測試； 

• 該積分(fēn)球可(kě)用(yòng)作(zuò)空軍分(fēn)辨率目标，邊緣目标，品脫野外目标以及其他(tā)MTF和PSF功能(néng)測試的“背光” 

• 可(kě)以在積分(fēn)球上(或積分(fēn)球開口處)添加濾光片或光源，以測試光譜頻帶通過情況、類似太陽的色溫、頻帶内外要求、譜線(xiàn)、偏振等一系列光譜問題；也可(kě)以添加其他(tā)光源，例如LED或等離子體(tǐ)，以增強光譜功能(néng)，而我們所需要的隻是添加其他(tā)開口（以供将來升級）; 

• 可(kě)在積分(fēn)球上添加1200K的熱源(3-5um)，可(kě)定期打開該熱源，用(yòng)于共同觀察熱和可(kě)見光圖像通道 

• 藍菲光學(xué)（Labsphere）可(kě)以創建一個靈活的軟件DLL，以便與測試台中(zhōng)的其他(tā)其餘系統輕松集成

客戶認為(wèi)使用(yòng)積分(fēn)球将精(jīng)巧的工(gōng)作(zuò)台疊加成更緊湊，更完整的系統值得研究，于是藍菲光學(xué)（Labsphere）獲得了一個合同，将上述功能(néng)設計成一個完整的解決方案。設計工(gōng)作(zuò)的結果如下圖所示：

優點：

• 第一個系統取得了巨大的成功： 

• 客戶将所需的工(gōng)作(zuò)台空間減少了60％ 

• 他(tā)們将測試時間減少了幾個小(xiǎo)時 

• 測試系統的可(kě)靠性得以提高，因為(wèi)無需完成系統之間的多(duō)次移動即可(kě)完成多(duō)個測試 

• 減少了保持系統運行團隊成員的數量，從而降低成本并釋放寶貴的資源用(yòng)于其他(tā)擴展任務(wù) 

• 該系統有(yǒu)測試能(néng)力和擴展能(néng)力，能(néng)跟上未來的技(jì )術需求 

• 該系統的軟件平台，易于訪問和更改多(duō)個測試

随後，由于所有(yǒu)這些能(néng)力的提高和成本的節約，在研發領域，客戶決定該系統可(kě)以轉移到生産(chǎn)測試模式。為(wèi)了滿足對産(chǎn)品和技(jì )術日益增長(cháng)的需求，他(tā)們将這個系統複制了四次以上，并能(néng)夠利用(yòng)額外的功能(néng)和能(néng)力從客戶那裏赢得更多(duō)的業務(wù)，進行比以往更好的産(chǎn)品測試。多(duō)個客戶站點正在将該解決方案視為(wèi)可(kě)以引入其他(tā)程序和生産(chǎn)線(xiàn)的模型。

本完美方案最終歸結為(wèi)高級HELIOS系統模塊化體(tǐ)系設計，使我們可(kě)以同時解決多(duō)個問題，并采用(yòng)藍菲光學(xué)（Labsphere）超過35年的遙感測試經驗來創建滿足他(tā)們應用(yòng)程序當今和未來需求的系統。