[發明專利]一種空基光電系統多模態一體化測試平臺及測試方法

有效

• 申請號: 201811236516.0
• 申請日: 2018-10-23
• 公開（公告）號: CN109612512B
• 公開（公告）日: 2021-11-23
• 發明（設計）人: 張寅;閆鈞華;蘇愷;馬俊;蔡旭陽;許禎瑜;侯平;呂向陽
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: G01D18/00
• 分類號: G01D18/00;G01M11/00
• 代理公司: 江蘇圣典律師事務所 32237
• 代理人: 賀翔;徐曉鷺

1.一種空基光電系統多模態一體化測試平臺，其特征在于，包括如下單元：

無熱化設計測試單元、目標檢測跟蹤單元、成像圖像質量評價單元、成像延遲測試單元、光電系統基礎測試單元、多光譜靶標單元以及接口管控單元；其中，

所述無熱化設計測試單元用于機載環境大范圍溫度變化下紅外系統的無熱化設計測試；所述目標檢測跟蹤單元用于跟瞄系統機載環境下對地目標的檢測與跟蹤測試；所述成像圖像質量評價單元用于機載偵察光電系統成像質量測試與評價；所述成像延遲測試單元用于跟瞄、告警的高幀頻機載中紅外光電系統的成像延時測試；所述光電系統基礎測試單元用于機載紅外與可見成像載荷的基本性能指標測試，結果可為無熱化設計與成像延遲測試提供支持；所述多光譜靶標單元用于配合其他功能單元，完成光電系統不同性能測試，為無熱化單元設計單/多目標點源靶和多方向四桿靶、為成像延遲測試單元設計中波紅外靶板；所述接口管控單元用于機載光電系統各單元間以及與環境控制設備的接口與數據通信。

2.如權利要求1所述的一種空基光電系統多模態一體化測試平臺，其特征在于，所述接口管控單元控制接口采用CAN總線、R485總線、R432總線、RS422總線、RS429總線和1553B總線傳輸數據；數據接口采用Cameralink、PAL、NTSC和LVDS采集相應的圖像與視頻，分別將測試平臺、待測載荷與環境控制設備進行互聯，完成閉環自主測試。

3.如權利要求1所述的空基光電系統多模態一體化測試平臺的測試方法，其特征在于，所述測試方法包括以下步驟：

步驟(1)，無熱化設計測試單元采用靶標自適應模板卷積技術，在低信噪比下，完成空基載荷的溫度調焦曲線自主繪制與MRTD智能測試；

步驟(2)，目標檢測跟蹤單元完成機載復雜環境背景相對旋轉、陰影干擾、紋理缺乏、場景抖動以及小目標快速運動和遮擋情況下，特定目標的實時檢測與跟蹤；

步驟(3)，成像圖像質量評價單元以主客觀一致性為評價依據，根據實際偵察圖像對空基載荷整體成像質量進行測試；

步驟(4)，成像延遲測試單元采用低熱殘留中紅外冷光源靶板與嵌入式處理控制算法設計，測量機載成像光電系統整機從開始積分到輸出有效圖像之間的時間間隔；

步驟(5)，光電系統基礎測試單元完成對所述機載成像光電系統基礎指標計算。

4.如權利要求3所述的測試方法，其特征在于，所述步驟(1)具體為：

1.1溫補調焦曲線自動繪制，通過制冷/非制冷紅外載荷獲取靶標圖像信息，進行客觀質量評價，反饋調焦指令給待檢測產品，直至圖像質量最佳，改變儀器的環境溫度，軟件系統能夠對測試數據進行分析、擬合，繪制不同溫度下的最佳調焦量的溫補調焦曲線；

1.2MRTD客觀評價，通過神經網絡算法對四桿靶圖像的可分辨度進行決策判斷，調節四桿靶溫度，直至達到軟件判斷可分辨時的最低溫度，從而對最小可分辨溫差MRTD進行客觀評價；

1.3成像誤差分析，根據獲取圖像，計算目標在像面的質心與形心的實際位置，從而能夠對成像位置偏移進行分析與對雙目標進行成像目標偏差角分析。

5.如權利要求3所述的測試方法，其特征在于，所述步驟(2)具體為：

2.1對于平移與旋轉的運動背景下的目標與遮擋下的目標，首先對每一幀圖像進行圖像處理，然后進行目標檢測及跟蹤；在目標檢測跟蹤算法中計算每一幀圖像的目標中心位置、目標角度，并預測下一幀圖像的目標中心位置、目標角度；

2.2實時測出當前跟蹤中心與目標中心位置數據的差值；

2.3根據目標的不同特征對目標進行分類，為每一個目標歸類并建立全方位姿態模型庫，支持后續擴展。

6.如權利要求3所述的測試方法，其特征在于，所述步驟(3)具體為：建立全參考/無參考圖像質量評價體系，以成像質量主客觀一致性為評價依據，通過對圖像進行自然場景統計模型、視覺失真模型的建模，得到綜合性的符合人眼視覺系統的客觀評價指標。