Comment Chip Design Systems favorise les capacités des caméras FLIR grâсe à ses projecteurs IR

L’avenir de la validation et de l’amélioration de la conception des véhicules aérospatiaux et autonomes repose sur les tests du matériel incorporé (hardware in the loop, HWIL ou HIL). Cette approche consiste à connecter un module de contrôle — par exemple, un système de guidage, de navigation et de contrôle de missiles — à un logiciel qui génère un environnement simulé qui « trompe » le module de contrôle en lui faisant croire qu’il est en contact avec un environnement réel. Cela permet aux équipes de recherche et développement d’exécuter des centaines ou des milliers de scénarios d’essai différents sans les coûts, le temps ou les risques potentiels associés aux essais sur le terrain. Les tests HWIL, tels qu’ils sont appliqués aux applications de recherche hypersoniques, nécessitent une technologie de pointe, et Chip Design Systems est à la pointe des améliorations dans le domaine des projecteurs de scène infrarouges pour ces tests.

Chip Design Systems (CDS en abrégé) conçoit des projecteurs IR qui produisent des scènes composées de lumière IR afin d’exécuter des simulations pour les capteurs IR, un peu comme un casque VR pour les machines. Les principaux clients de CDS sont des agences gouvernementales; les projecteurs qu’ils créent pour ces contrats doivent atteindre un niveau de précision stupéfiant pour répondre aux besoins de leurs clients, devant souvent produire des simulations pour des cibles se déplaçant à des vitesses supersoniques. À titre de comparaison, le moniteur d’un consommateur ordinaire projette une image à une fréquence de 60 à 120 hertz, tandis que les projecteurs CDS peuvent afficher des scènes à une fréquence de 50 000 hertz. En plus de la fréquence d’images élevée, CDS peut simuler des températures dépassant 1 000 Kelvin et à une résolution allant jusqu’à 2 000 × 2 000.

Image IR réelle projetée d’un perroquet à partir d’un projecteur de scène IR CDS

Les capacités de projection IR de CDS sont claires, mais les tester pose un défi : ni l’œil humain ni les caméras de qualité non militaire ne peuvent saisir toutes les données émises par les projecteurs. Pour assurer le fonctionnement correct des projecteurs, CDS avait besoin d’un dispositif capable de saisir autant d’informations IR que leurs projecteurs peuvent en émettre. Leur solution : les caméras scientifiques infrarouges haute vitesse et haute définition de Teledyne FLIR (c’est-à-dire les modèles de la série X).

Un des écrans DEL IR de CDS, une puce 2 en² qui peut afficher des images de 2 048 × 2 048 pixels. Le plus grand système actuel de projection de scènes DEL au monde.

CDS effectue fréquemment des tests dans son laboratoire pour assurer le fonctionnement correct des émetteurs et pousser les performances plus loin. Ces tests consistent à aligner la caméra FLIR sur l’émetteur pour capter la lumière, puis, à l’aide du logiciel d’application de recherche FLIR (p. ex. Research Studio), à contrôler les paramètres de la caméra pour optimiser la capture et afficher l’imagerie qui en résulte. Pour garantir la répétabilité, CDS a également développé son propre code en s’appuyant sur le SDK de FLIR Science Camera pour automatiser le processus de test et éviter les erreurs humaines liées au fonctionnement de la caméra.

CDS testant un de ses systèmes de projecteurs avec une FLIR SC8200. Ce système de projecteur spécifique utilise de l’azote liquide pour fonctionner à des niveaux optimaux. Un modèle FLIR équivalent serait la FLIR X8580, une caméra HD refroidie à ondes moyennes qui peut atteindre des fréquences d’images de 181 Hz.

« Avec l’aide des produits FLIR, nous sommes en mesure de démontrer à nos utilisateurs finaux et à nos clients les résolutions HD, les fréquences d’images hypersoniques et la température apparente chaude de notre système de projecteur IR », déclare Fouad Kiamilev, chef de la technologie chez Chip Design Systems.

L’une des caractéristiques qui a particulièrement retenu l’attention de CDS est la capacité des caméras à effectuer une correction de non-uniformité (CNU) sur les images provenant de leurs projecteurs. Les performances de CNU de la caméra FLIR aident CDS à détecter les imperfections occasionnelles d’une scène ou d’un émetteur défectueux. Grâce à la combinaison de la haute résolution des caméras et de la correction de non-uniformité, CDS peut vérifier chaque pixel de l’image d’une scène pour s’assurer que son projecteur émet avec précision.

Client de Teledyne FLIR depuis 2010, Chip Design Systems possède actuellement quatre caméras IR dans son laboratoire et prévoit d’en installer d’autres à l’avenir. Selon M. Kiamilev, CDS a l’intention de pousser encore plus loin les performances des projecteurs à l’avenir, avec des résolutions plus élevées, des fréquences d’images plus rapides et des coûts réduits.