[發明專利]一種便攜式飛行器紅外隱身性能評估裝置和方法

有效

• 申請號: 201611117070.0
• 申請日: 2016-12-07
• 公開（公告）號: CN108163223B
• 公開（公告）日: 2021-02-12
• 發明（設計）人: 張俊舉;劉劍;武鵬;何葉;季天慈;張弦子;錢蕓生;邱亞峰
• 申請（專利權）人: 南京理工大學
• 主分類號: B64F5/60
• 分類號: B64F5/60;G01D21/02
• 代理公司: 南京理工大學專利中心 32203
• 代理人: 王瑋

1.一種便攜式飛行器紅外隱身性能評估裝置，其特征在于：包括光學系統(101) 、激光測距模塊(102) 、長波紅外視頻采集單元(103) 、中波紅外視頻采集單元(104) 、溫度傳感器(105) 、濕度傳感器(106) 、方位角傳感器(107) 、微處理器(108) 、通信接口單元(109)、存儲器(110) 、控制面板(111) 、顯示器(112) 和外設計算機(113) ；長波紅外視頻采集單元(103) 與微處理器(108) 電連接，用于采集目標的長波紅外視頻圖像；中波紅外視頻采集單元(104) 與微處理器(108) 電連接，用于采集目標的中波紅外視頻圖像；激光測距儀(102) 與微處理器(108) 電連接，用于采集目標與評估裝置間的距離；溫度傳感器(105)、濕度傳感器(106) 和方位角傳感器(107) 分別與微處理器(108) 電連接，分別采集環境溫度、環境濕度和目標的方位角信息，這些信息作為大氣透過率仿真的必要參數，利用第三方軟件計算大氣透過率；微處理器(108) 通過通信接口與外設計算機(113) 電連接，存儲器(110) 與微處理器(108) 電連接，用于數據存儲，控制面板(111) 和顯示器(112) 分別與微處理器(108) 電連接，分別用于系統控制和信息顯示。

2.如權利要求1所述的便攜式飛行器紅外隱身性能評估裝置，其特征在于：長波紅外視頻采集單元(103) 和中波紅外視頻采集單元(104) 同軸。

3.如權利要求1所述的便攜式飛行器紅外隱身性能評估裝置，其特征在于：光學系統(101) 由物鏡和分光鏡片組成，分光鏡片采用鍺材料制成，可以反射中波紅外，透射長波紅外。

4.如權利要求1或3所述的便攜式飛行器紅外隱身性能評估裝置，其特征在于：分光鏡片與長波紅外視頻采集單元(103) 軸線、中波紅外視頻采集單元(104) 軸線分別呈45°角，反射的中波紅外被中波紅外視頻采集單元(104) 接收，透射的長波紅外被長波紅外視頻采集單元(103) 接收。

5.如權利要求1所述的便攜式飛行器紅外隱身性能評估裝置，其特征在于：激光測距模塊(102) 的軸線與光學系統(101) 的軸線平行。

6.一種便攜式飛行器紅外隱身性能評估方法，其特征在于：長波紅外隱身性能評估和中波紅外隱身性能評估均選取輻射溫度/輻射溫差、光斑暴露尺寸、紅外能見距離、紅外發現概率和隱身效率作為評估指標；長波紅外隱身性能評估和中波紅外隱身性能評估按如下步驟實施：

1)利用裝置獲取目標的長波紅外圖像或中波紅外圖像、探測距離、環境溫度、環境濕度和目標方位角信息；

2)利用探測距離、環境溫度、環境濕度和目標方位角信息，通過第三方軟件計算長波紅外或中波紅外的大氣透過率和消光系數；

3)給定長波紅外輻射溫差閾值或中波紅外輻射溫差閾值，利用黑體標定曲線反演灰度差閾值；

4)通過相關圖像算法確定目標暴露區和背景區，并統計暴露區和背景區所占像元個數；

5)計算暴露區和背景區的平均灰度，利用黑體標定曲線計算平均輻射溫度，并求暴露區和背景區表觀輻射溫差；給定像元尺寸，計算探測器靶面上暴露區尺寸，并利用探測距離的和探測器光學系統焦距計算目標暴露區實際尺寸；

6)給定大氣透過率和環境溫度，利用表觀溫差計算暴露區和背景區的固有溫差；

7)給定視覺等級要求的線對數，利用目標暴露區實際尺寸計算目標等效長寬比和空間頻率；

8)通過最小可分辨溫差——空間頻率曲線，計算目標在當前空間頻率下對應的最小可分辨溫差；

9)給定瞬態視場、大氣消光系數等參數計算目標在辨識概率為50％時的閾值探測溫差；

10)給定探測距離R和相應的大氣透過率，利用當前探測距離下的表觀溫差，計算探測距離R時表觀溫差，與辨識概率為50％時的閾值探測溫差相比較，通過返復迭代，當探測距離R時表觀溫差，與辨識概率為50％時的閾值探測溫差相等時，此時的探測距離R即為該目標的紅外能見距離；

11)利用表觀溫差，結合最小可分辨溫差——空間頻率曲線計算在該表觀溫差下目標對應的最大可分辨頻率；

12)利用最大可分辨頻率，結合探測距離和目標暴露區的實際尺寸，計算該目標上最大可分辨周數；

13)利用最大可分辨周數，并給定Johnson準則中50％概率時要求的周數，計算目標在當前探測距離下的探測、識別和確認的概率；

14)利用目標在實施紅外隱身方案前后的紅外能見距離計算隱身效率。