[發(fā)明專利]基于雙濾光片的紅外雙色目標(biāo)模擬裝置及方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410035828.0
• 申請日: 2014-01-25
• 公開（公告）號: CN103759588A
• 公開（公告）日: 2014-04-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 錢育龍;侯晴宇;王治樂;周程灝;廉成
• 申請（專利權(quán)）人: 哈爾濱工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: F41G3/32
• 分類號: F41G3/32
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于紅外仿真技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種紅外雙色目標(biāo)模擬裝置及方法。

背景技術(shù)

近些年來紅外雙波段制導(dǎo)技術(shù)在探測制導(dǎo)領(lǐng)域已成為研究的主流。紅外雙色成像復(fù)合制導(dǎo)與傳統(tǒng)的單色探測制導(dǎo)方式相比，增大系統(tǒng)的溫度動態(tài)范圍，提高偽裝目標(biāo)識別能力并且能夠全面提高導(dǎo)彈的全時(shí)日、全天候作戰(zhàn)能力和抗干擾能力。在紅外雙波段復(fù)合制導(dǎo)技術(shù)研制的末期，對雙波段系統(tǒng)設(shè)計(jì)制造優(yōu)劣的檢測是十分必要的。對雙波段制導(dǎo)系統(tǒng)的檢測一般有兩種方式：1、全實(shí)物仿真，即模擬真實(shí)目標(biāo)景象，構(gòu)造真實(shí)的目標(biāo)環(huán)境。這種方式仿真度極高，但需要耗費(fèi)大量的人力物力，制作周期很長。2、半實(shí)物仿真，即用計(jì)算機(jī)模擬生成真實(shí)的景象，也就是景象生成器產(chǎn)生虛擬影像供探測器接收。這種方式擁有很好的仿真度，且大大縮短了制作周期，制作工藝簡單。因此半實(shí)物仿真技術(shù)受到科學(xué)界的青睞，同時(shí)帶動了雙波段目標(biāo)模擬裝置的設(shè)計(jì)與研究，并成為國內(nèi)外學(xué)者研究的熱點(diǎn)。

目前的雙波段目標(biāo)景象生成器原理基本相近，多數(shù)都是通過兩組景象生成器和投影系統(tǒng)獨(dú)立產(chǎn)生兩個(gè)波段的景象后再通過耦合鏡耦合產(chǎn)生雙波段圖像，通過一個(gè)透鏡將兩套系統(tǒng)的光路合成，可實(shí)現(xiàn)雙波段的目標(biāo)模擬，成像效果理想，但結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，元器件較多，雜散輻射較強(qiáng)，不能滿足兩波段圖像耦合要求高的需求。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決在半實(shí)物仿真時(shí)，采用兩組景象生成器和投影系統(tǒng)導(dǎo)致的紅外雙波段目標(biāo)模擬裝置結(jié)構(gòu)復(fù)雜以及成本高的問題，本發(fā)明提供了一種基于雙濾光片的紅外雙色景象模擬裝置及方法。

本發(fā)明的目的是通過如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

一種基于雙濾光片的紅外雙色目標(biāo)模擬裝置，包括圖像生成器、視頻處理電路、步進(jìn)電機(jī)控制器、步進(jìn)電機(jī)、景象生成器、濾光片組、光學(xué)投影系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)，其中：

計(jì)算機(jī)的目標(biāo)圖像輸出端與圖像生成器的目標(biāo)圖像輸入端連接；圖像生成器的紅外視頻信號輸出端與視頻處理電路的紅外視頻信號輸入端連接；視頻處理電路的驅(qū)動信號輸出端與景象生成器的驅(qū)動信號輸入端連接；景象生成器輸出動態(tài)紅外圖像光信號垂直入射至濾光片組；經(jīng)濾光片組透射的光信號入射至光學(xué)投影系統(tǒng)的光信號接收端；光學(xué)投影系統(tǒng)發(fā)射紅外雙色目標(biāo)圖像；

計(jì)算機(jī)的控制指令輸出端與步進(jìn)電機(jī)控制器的控制指令輸入端連接；步進(jìn)電機(jī)控制器的控制信號輸出端與步進(jìn)電機(jī)的控制信號輸入端連接；步進(jìn)電機(jī)的控制信號輸出端控制濾光片組的旋轉(zhuǎn)。

一種基于漸變?yōu)V光片的紅外雙色目標(biāo)模擬裝置實(shí)現(xiàn)紅外雙色目標(biāo)模擬的方法，包括以下步驟：

首先，計(jì)算機(jī)控制圖像生成器產(chǎn)生與目標(biāo)圖像對應(yīng)的紅外視頻信號，該紅外視頻信號經(jīng)視頻處理電路處理之后轉(zhuǎn)化為景象生成器的驅(qū)動信號，經(jīng)驅(qū)動信號驅(qū)動的景象生成器輸出全波段的動態(tài)紅外圖像光波信號給濾光片組；同時(shí)，計(jì)算機(jī)控制步進(jìn)電機(jī)控制器使得步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動濾光片組中的第一濾光片的角度，以調(diào)整第一濾光片與第二濾光片遮掩下對兩個(gè)波段光波的通光面積，對接收到的全波段的動態(tài)紅外圖像光波信號進(jìn)行濾波，獲得能量為E的A波段的紅外光波和能量為N％E的B波段的紅外光波；N為自然數(shù)，且N≤100；

調(diào)整好遮光角度后，計(jì)算機(jī)控制步進(jìn)電機(jī)控制器使得步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動濾光片組中支架的旋轉(zhuǎn)，所述支架的轉(zhuǎn)速v的范圍是：30轉(zhuǎn)/秒≤v≤100轉(zhuǎn)/秒；

最后，光學(xué)投影系統(tǒng)接收能量為E的A波段的紅外光波和能量為N％E的B波段的紅外光波，并輸出由能量為E的A波段的紅外光波和能量為N％E的B波段的紅外光波形成的紅外雙色目標(biāo)圖像。

支架旋轉(zhuǎn)時(shí)第一濾光片和第二濾光片的遮掩位置相對固定，即支架旋轉(zhuǎn)時(shí)透過兩種波段的能量的比例固定。

全波段的動態(tài)紅外圖像光波信號中的每一波段的光波能量不相等。

所述的A波段的紅外光波的波段為1-2μm、3-5μm或8-12μm中的任意波段；B波段的紅外光波的波段為1-2μm、3-5μm或8-12μm中的任意波段。

所述能量為N％E的B波段的紅外光波中的N％為B波段的紅外光波與A波段的紅外光波的能量比，其獲取方式為：

將溫度值、B波段的紅外光波的波段值和A波段的紅外光波的波段值代入普朗克公式，經(jīng)過計(jì)算得出B波段的紅外光波和A波段的紅外光波的能量比。

本發(fā)明所述的基于雙濾光片的紅外雙色目標(biāo)模擬裝置及方法，只采用一組景象生成器和一組光學(xué)投影系統(tǒng)就完成了兩個(gè)波段的模擬成像，即A波段的紅外光波和B波段的紅外光波，解決了紅外雙波段目標(biāo)模擬裝置結(jié)構(gòu)復(fù)雜的問題，并且使成本降低了50％以上。

附圖說明

圖1是紅外雙色目標(biāo)模擬裝置的工作原理圖；