[發明專利]可見光圖像制導導彈仿真簡易目標模擬系統及其模擬方法

有效

• 申請號: 201410531204.8
• 申請日: 2014-10-10
• 公開（公告）號: CN104360891B
• 公開（公告）日: 2018-01-09
• 發明（設計）人: 王懿;崔建鵬;張輝;包源
• 申請（專利權）人: 中國航天科技集團公司第四研究院第四十一研究所
• 主分類號: G06F9/455
• 分類號: G06F9/455;G06T7/80;F42B35/00
• 代理公司: 北京理工大學專利中心11120
• 代理人: 高燕燕,仇蕾安

1.可見光圖像制導導彈仿真簡易目標模擬系統，其特征在于，該系統由投影儀、投影幕布、攝像頭、可見光導引頭、三軸轉臺及其控制計算機、目標顯示計算機和標定計算機組成；

所述投影儀在所述目標顯示計算機的控制下向投影幕布投射投影圖像，該投影圖像為一個位置確定的目標十字；

所述控制計算機接收轉臺控制信號，并根據該轉臺控制信號控制所述三軸轉臺的偏航方向角和俯仰方向角；

所述攝像頭安裝于所述三軸轉臺的滾轉軸上，用于在標定過程中對投影圖像進行采集；

所述可見光導引頭安裝于所述三軸轉臺的滾轉軸上，用于對投影幕布上的目標十字進行探測；

所述目標顯示計算機在進行目標模擬時，接收外部輸入的模擬目標相對于所述三軸轉臺中心的偏航方向角和俯仰方向角，依據內部存有的二維映射表計算獲得十字目標在所述投影圖像中的位置坐標，依據該位置坐標控制所述投影儀向投影幕布投射十字目標；

所述標定計算機采用設定的標定過程建立一個三軸轉臺的偏航方向角和俯仰方向角與十字目標位置一一對應的二維映射表，所述二維映射表建立完成之后發送至所述目標顯示計算機；

所述設定的標定過程具體為：

第一步、將攝像頭中心軸固定于三軸轉臺的滾轉軸上；在攝像頭鏡頭中心處設定一個標定十字，將投影圖像通過投影儀投射于投影幕布上，所述投影圖像中具有一個目標十字；采用攝像頭采集投影圖像，并在顯示計算機顯示攝像頭所采集的圖像；

第二步、確定二維映射表中三軸轉臺偏航方向角和俯仰方向角的范圍

A、獲取粗略的偏航方向角范圍[α_min，α_max]以及俯仰方向角范圍[β_min，β_max]，在該范圍內，投影幕布處于攝像頭的視場中；其中α為偏航方向角、β為俯仰方向角，以下角標區分不同的偏航方向角和俯仰方向角；

B、控制三軸轉臺初始角度為(α_min,β_min)；

C、控制三軸轉臺的滾轉角度分別為0°、90°、180°和270°時，標定計算機發送一個目標控制指令至所述目標顯示計算機，從而控制所述投影儀向投影幕布投射目標十字，該目標控制指令滿足所述目標十字與標定十字中心重合，則依次對應滾轉角度分別為0°、90°、180°和270°時，目標十字在投影圖像上的坐標分別為(x₁,y₁)、(x₂,y₂)、(x₃,y₃)、(x₄,y₄)；

D、獲得當前步驟下的(x₁,y₁)和(x₃,y₃)組成的直線L₁與(x₂,y₂)和(x₄,y₄)組成的直線L2；判斷直線L₁和L₂之間有無交點：

若無，則控制三軸轉臺的偏航方向角增加角度K_α*X_r，俯仰方向角增加角度K_β*Y_r，重復本步驟C和步驟D，其中K_α和K_β為投影圖像像素到轉臺角度的橫向變化系數；(X_r,Y_r)為攝像頭中心與旋轉軸中心的偏差；

若有，獲取其交點(X_m1,Y_m1)；計算上述交點(X_m1,Y_m1)與(x₁,y₁)的偏差(X_r1,Y_r1)；

E、獲取此時(X_m1,Y_m1)對應的三軸轉臺的位置為(α_min1,β_min1)；

F、控制三軸轉臺的初始角度分別為(α_min,β_max)、(α_max,β_min)和(α_max,β_max)時，執行步驟C～E，獲取對應的三軸轉臺的位置分別為(α_min2,β_max1)、(α_max1,β_min2)和(α_max2,β_max2)；

G、取(α_min1，β_min1)、(α_min2，β_max1)、(α_max1，β_min2)、(α_max2，β_max2)的最小子集，獲得精確的三軸轉臺偏航方向角和俯仰方向角的范圍[α_minf，α_maxf]，[β_minf，β_maxf]；

第三步、生成標定數據；

I、將[α_minf，α_maxf]平均分成m+1個點α_i，其中i＝0,1,2,3…m；將俯仰方向角范圍[β_minf，β_maxf]平均分成n+1個點β_j，j＝0,1,2,3…n；以α_i為行，β_j為列建立二維映射表；

II、以(α_i,β_j)作為三軸轉臺的偏航方向角和俯仰方向角，執行步驟C，并計算(x₁,y₁)和(x₃,y₃)組成的直線與(x₂,y₂)和(x₄,y₄)組成的直線的交點，將該交點寫入所述二維映射表中對應第i行第j列交匯的表項中，其中i取遍0,1,2,3…m，j取遍0,1,2,3…n，最終獲得完整的二維映射表。