[發(fā)明專利]一種紅外動態(tài)目標(biāo)模擬器像素輻射亮度均勻性測試裝置及方法

在審

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• 申請日: 2017-11-22
• 公開（公告）號: CN108225730A
• 公開（公告）日: 2018-06-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吳沛;俞兵;秦艷;陳娟;楊鴻儒;韓占鎖;曹鋒
• 申請（專利權(quán)）人: 西安應(yīng)用光學(xué)研究所
• 主分類號: G01M11/00
• 分類號: G01M11/00
• 代理公司: 西北工業(yè)大學(xué)專利中心 61204
• 代理人: 陳星

本發(fā)明提出一種紅外動態(tài)目標(biāo)模擬器像素輻射亮度均勻性測試裝置及方法，采用光學(xué)系統(tǒng)對紅外動態(tài)目標(biāo)模擬器發(fā)出的圖像進(jìn)行會聚、放大，由紅外單元探測器進(jìn)行接收，根據(jù)探測器的敏感面尺寸設(shè)計(jì)光學(xué)系統(tǒng)的放大倍數(shù)，保證探測器接收到的是紅外動態(tài)目標(biāo)模擬器像素級的圖像，同時三維移動機(jī)構(gòu)帶動探測器對經(jīng)過光學(xué)系統(tǒng)后形成的整幅圖像進(jìn)行掃描，對各像素點(diǎn)的輻射亮度進(jìn)行測量，最終保證了測量結(jié)果的精度和可靠性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于光學(xué)測量技術(shù)領(lǐng)域，主要涉及一種紅外動態(tài)目標(biāo)模擬器像素輻射亮度均勻性測量儀器，尤其涉及一種紅外動態(tài)目標(biāo)模擬器像素輻射亮度均勻性測量裝置以及紅外動態(tài)目標(biāo)模擬器像素輻射亮度均勻性的測試評估方法。

背景技術(shù)

紅外動態(tài)目標(biāo)模擬器是紅外成像制導(dǎo)半實(shí)物仿真系統(tǒng)中的關(guān)鍵設(shè)備，紅外動態(tài)目標(biāo)模擬器所產(chǎn)生紅外圖像的質(zhì)量直接關(guān)系到仿真系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)的質(zhì)量。而紅外動態(tài)目標(biāo)模擬器輻射亮度均勻性的高低則決定了所產(chǎn)生紅外圖像質(zhì)量的好壞。目前，對紅外動態(tài)目標(biāo)模擬器輻射亮度均勻性一般采用紅外熱像儀進(jìn)行測量。

采用紅外熱像儀系統(tǒng)測量的典型方案為，利用紅外熱像儀系統(tǒng)對紅外動態(tài)目標(biāo)模擬器產(chǎn)生的紅外圖像直接成像，然后從紅外熱像儀所成的圖像中選取幾個圖像點(diǎn)的亮度值進(jìn)行計(jì)算得到輻射亮度均勻性。該方案中采用了紅外熱像儀系統(tǒng)進(jìn)行測量，由于紅外熱像儀系統(tǒng)的視場角比較大，不能對紅外動態(tài)目標(biāo)模擬器的細(xì)部指標(biāo)(尤其是像素級)進(jìn)行考察，因而無法測量紅外動態(tài)目標(biāo)模擬器像素輻射亮度均勻性。而隨著紅外動態(tài)目標(biāo)模擬技術(shù)的發(fā)展，需要對紅外動態(tài)目標(biāo)模擬器像素輻射亮度均勻性進(jìn)行測量，目前傳統(tǒng)方法尚無法解決這個問題。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)無法實(shí)現(xiàn)紅外動態(tài)目標(biāo)模擬器像素輻射亮度均勻性測量的問題，本發(fā)明提出一種紅外動態(tài)目標(biāo)模擬器像素輻射亮度均勻性測試裝置及方法，采用光學(xué)系統(tǒng)對紅外動態(tài)目標(biāo)模擬器發(fā)出的圖像進(jìn)行會聚、放大，由紅外單元探測器進(jìn)行接收，根據(jù)探測器的敏感面尺寸設(shè)計(jì)光學(xué)系統(tǒng)的放大倍數(shù)，保證探測器接收到的是紅外動態(tài)目標(biāo)模擬器像素級的圖像，同時三維移動機(jī)構(gòu)帶動探測器對經(jīng)過光學(xué)系統(tǒng)后形成的整幅圖像進(jìn)行掃描，對各像素點(diǎn)的輻射亮度進(jìn)行測量，最終保證了測量結(jié)果的精度和可靠性。

本發(fā)明的技術(shù)方案為：

所述一種紅外動態(tài)目標(biāo)模擬器像素輻射亮度均勻性測試裝置，其特征在于：包括待測紅外動態(tài)目標(biāo)模擬器、光學(xué)系統(tǒng)、紅外單元探測器、三維移動機(jī)構(gòu)、基座平臺和計(jì)算機(jī)；

待測紅外動態(tài)目標(biāo)模擬器、光學(xué)系統(tǒng)、三維移動機(jī)構(gòu)均安裝在基座平臺上，待測紅外動態(tài)目標(biāo)模擬器的圖像發(fā)生單元的分辨率為2M×2N，像素尺寸為a×a；

待測紅外動態(tài)目標(biāo)模擬器和光學(xué)系統(tǒng)的光學(xué)中心在一條直線上，待測紅外動態(tài)目標(biāo)模擬器的出光口和光學(xué)系統(tǒng)的進(jìn)光口緊靠；所述光學(xué)系統(tǒng)將待測紅外動態(tài)目標(biāo)模擬器發(fā)出的紅外平行光會聚至光學(xué)系統(tǒng)焦平面處進(jìn)行成像，并對所成像的尺寸相對于待測紅外動態(tài)目標(biāo)模擬器圖像發(fā)生單元的尺寸進(jìn)行放大；

所述紅外單元探測器安裝在三維移動機(jī)構(gòu)上，能夠通過三維移動機(jī)構(gòu)在平行于光軸的Z軸以及在垂直于光軸的平面內(nèi)運(yùn)動，使得紅外單元探測器的敏感面在所述光學(xué)系統(tǒng)的焦平面上；所述紅外單元探測器對光學(xué)系統(tǒng)形成的待測紅外動態(tài)目標(biāo)模擬器圖像發(fā)生單元的實(shí)像進(jìn)行探測，輸出探測信號至計(jì)算機(jī)。

進(jìn)一步的優(yōu)選方案，所述一種紅外動態(tài)目標(biāo)模擬器像素輻射亮度均勻性測試裝置，其特征在于：光學(xué)系統(tǒng)對所成像的尺寸相對于待測紅外動態(tài)目標(biāo)模擬器圖像發(fā)生單元的尺寸進(jìn)行放大，放大倍數(shù)為g，g滿足：其中b為紅外單元探測器的敏感面尺寸。

進(jìn)一步的優(yōu)選方案，所述一種紅外動態(tài)目標(biāo)模擬器像素輻射亮度均勻性測試裝置，其特征在于：所述三維移動機(jī)構(gòu)在X軸的行程大于2Mga，Y軸行程大于2Nga；其中Y軸為在垂直于光軸平面內(nèi)正方向向上的坐標(biāo)軸，X軸在垂直于光軸平面內(nèi)，且與滿足XYZ坐標(biāo)系成右手系。