Cómo Chip Design Systems impulsa las capacidades de las cámaras FLIR con sus proyectores de IR

El futuro de la validación y mejora del diseño aeroespacial y de vehículos autónomos se basa en las pruebas de hardware en bucle (HWIL o HIL). Este enfoque implica conectar un módulo de control, por ejemplo, un sistema de guía, navegación y control de misiles, a un software que genera un entorno simulado que “engaña” al módulo de control para que actúe como si estuviera interactuando con un entorno real. Esto permite que los equipos de I+D puedan ejecutar cientos o miles de diferentes escenarios de prueba sin los costes, el tiempo o los riesgos potenciales asociados con las pruebas de campo. Las pruebas de HWIL, tal como se aplican a las aplicaciones de investigación hipersónica, requieren tecnología de última generación, y Chip Design Systems lidera las mejoras en el área de los proyectores de escenas de infrarrojos para estas pruebas.

Chip Design Systems (CDS para abreviar) diseña proyectores de IR que producen escenas hechas de luz IR a fin de ejecutar simulaciones para sensores de IR, algo así como un auricular VR para máquinas. Los principales clientes de CDS son agencias gubernamentales; los proyectores que crean para estos contratos deben alcanzar un nivel asombroso de precisión para satisfacer las necesidades de sus clientes, y a menudo tienen que producir simulaciones para objetivos que se mueven a velocidades supersónicas. A modo de comparación, un monitor de consumo medio proyecta una imagen de entre 60 y 120 hercios, mientras que los proyectores de CDS pueden mostrar escenas a una velocidad de 50 000 hercios. Además de la alta velocidad de fotogramas, CDS puede simular temperaturas superiores a 1000 Kelvin y con una resolución de hasta 2000 × 2000.

Imágenes de IR proyectadas reales de un loro desde un proyector de escena de IR de CDS

Las capacidades de la proyección de IR de CDS son claras, pero probarlas plantea un desafío: ni el ojo humano ni las cámaras de grado no militar pueden capturar todos los datos que emiten los proyectores. Para asegurarse de que los proyectores funcionen correctamente, CDS necesitaba algo capaz de capturar tanta información de IR como la que pueden emitir sus proyectores. Su solución fueron cámaras científicas infrarrojas de alta definición y alta velocidad de Teledyne FLIR (es decir, modelos de la serie X).

Una de las pantallas LED IR de CDS, un chip de 2 in² que puede mostrar imágenes de 2048 × 2048 píxeles. El sistema de proyección de escenas LED más grande del mundo actualmente.

CDS realiza pruebas con frecuencia en su laboratorio para asegurarse de que los emisores funcionen correctamente y mejorar aún más el rendimiento. Estas pruebas implican alinear la cámara FLIR con el emisor para capturar la luz y luego usar el software de aplicación de investigación FLIR (p. ej., Research Studio), controlar la configuración de la cámara para optimizar la captura y mostrar las imágenes resultantes. Para garantizar la repetibilidad, CDS también ha desarrollado su propio código aprovechando el FLIR Science Camera SDK para automatizar el proceso de prueba y evitar errores humanos en el funcionamiento de la cámara.

CDS probando uno de sus sistemas de proyección con un FLIR SC8200. Este sistema de proyector específico utiliza nitrógeno líquido para funcionar a niveles óptimos. Un modelo FLIR equivalente sería la FLIR X8580, una cámara HD de onda media refrigerada que puede alcanzar frecuencias de imagen de 181 Hz.

“Con la ayuda de los productos FLIR, podemos demostrar resoluciones HD, frecuencias de imagen hipersónicas y temperatura aparente caliente de nuestro sistema de proyector de IR a nuestros usuarios finales y nuestros clientes”, afirma Fouad Kiamilev, director técnico de Chip Design Systems.

Una característica que destacó especialmente a CDS fue la capacidad de la cámara para realizar la corrección de falta de uniformidad (NUC para abreviar) en las imágenes de sus proyectores. Realizar la NUC en la cámara FLIR ayuda a CDS a detectar imperfecciones ocasionales en una escena o un emisor defectuoso. Con la combinación de la alta resolución de la cámara y la corrección de falta de uniformidad, CDS puede verificar cada píxel en una imagen de escena para asegurarse de que su proyector emita con precisión.

Chip Design Systems, cliente de Teledyne FLIR desde 2010, posee actualmente cuatro cámaras de IR en su laboratorio y tiene previsto implementar más en el futuro. Kiamilev afirma que CDS tiene como objetivo impulsar el rendimiento del proyector aún más en el futuro con resoluciones más altas, velocidades de imagen más rápidas y costes más bajos.