一種仿真實(shí)驗(yàn)室紅外沙盤輻射及光照特性修正系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】一種仿真實(shí)驗(yàn)室紅外沙盤輻射及光照特性修正系統(tǒng)，屬于光學(xué)仿真測試領(lǐng)域。為了解決前視紅外導(dǎo)引頭半實(shí)物仿真試驗(yàn)過程中缺少監(jiān)測及修正系統(tǒng)，操作人員難以得到及時反饋的問題，本發(fā)明提供的仿真實(shí)驗(yàn)室紅外沙盤輻射及光照特性修正系統(tǒng)由云臺、工控機(jī)、紅外熱像儀及中心控制系統(tǒng)組成。該系統(tǒng)可實(shí)時監(jiān)測沙盤系統(tǒng)及照明系統(tǒng)的景象特征，讀取沙盤表面溫度、照明特性及紅外輻射特性，并可通過軟件系統(tǒng)在屏幕上顯示，同時可根據(jù)實(shí)際仿真需要，及時修正整個沙盤及照明系統(tǒng)的各項(xiàng)指標(biāo)，可作為紅外場景沙盤及其照明系統(tǒng)的配套設(shè)備來使用。
【專利說明】 一種仿真實(shí)驗(yàn)室紅外沙盤輻射及光照特性修正系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于光學(xué)仿真測試領(lǐng)域，涉及一種仿真實(shí)驗(yàn)室紅外沙盤輻射及光照特性修正系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]在使用紅外場景沙盤及其照明系統(tǒng)對導(dǎo)引頭進(jìn)行半實(shí)物仿真前，以及在試驗(yàn)過程中，需要準(zhǔn)確知道紅外沙盤表面的輻射情況與實(shí)際場景輻射是否相同，照明系統(tǒng)的光照特性與實(shí)際場景光照情況是否一致，及時對比，并進(jìn)行修正，以保證仿真試驗(yàn)準(zhǔn)確性。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了解決紅外導(dǎo)引頭半實(shí)物仿真試驗(yàn)過程中缺少監(jiān)測及修正系統(tǒng)，操作人員難以得到及時反饋的問題，本發(fā)明提供了一種仿真實(shí)驗(yàn)室紅外沙盤輻射及光照特性修正系統(tǒng)。該系統(tǒng)可實(shí)時監(jiān)測沙盤系統(tǒng)及照明系統(tǒng)的景象特征，讀取沙盤表面溫度、照明特性及紅外輻射特性，并可通過軟件系統(tǒng)在屏幕上顯示，同時可根據(jù)實(shí)際仿真需要，及時修正整個沙盤及照明系統(tǒng)的各項(xiàng)指標(biāo)，可作為紅外場景沙盤及其照明系統(tǒng)的配套設(shè)備來使用，也可用于現(xiàn)有紅外沙盤及照明系統(tǒng)。
[0004]本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
一種仿真試驗(yàn)室紅外沙盤輻射及光照特性修正系統(tǒng)，由云臺、工控機(jī)、紅外熱像儀及中心控制系統(tǒng)組成，其中:
所述云臺用于承載紅外熱像儀，保證紅外熱像儀在仿真過程中始終采集目標(biāo)位置的紅外圖像；
所述紅外熱像儀用于實(shí)時采集清晰的目標(biāo)位置的紅外圖像；
所述工控機(jī)用于讀取目標(biāo)位置，計(jì)算出云臺俯仰方向的角度，通過云臺改變紅外熱像儀監(jiān)測角度，使其在仿真過程中始終采集目標(biāo)位置的紅外圖像；
所述中心控制系統(tǒng)用于分析并顯示系統(tǒng)所采集到的紅外圖像參數(shù)，與實(shí)際要求參數(shù)進(jìn)行對比，并控制沙盤及光照系統(tǒng)作出修正。
[0005]本發(fā)明的有益效果是:
1、紅外熱像儀配有小視場光學(xué)系統(tǒng)，提高測試系統(tǒng)的分辨率和精度，能夠?qū)崟r采集清晰紅外圖像。
[0006]2、工控機(jī)可及時讀取目標(biāo)位置，計(jì)算出云臺俯仰方向的角度，并與云臺通訊，改變熱像儀監(jiān)測角度，使其在仿真過程中始終采集目標(biāo)位置的紅外圖像。
[0007]3、可對整個紅外沙盤的表面溫度分布、光照特性進(jìn)行快速檢測、顯示，并進(jìn)行對比修正，以保證仿真環(huán)境真實(shí)可靠。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0008]圖1為仿真實(shí)驗(yàn)室紅外沙盤輻射及光照特性修正系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成圖；圖2為仿真實(shí)驗(yàn)室紅外沙盤輻射及光照特性修正系統(tǒng)在整個仿真系統(tǒng)中的位置示意圖；
圖3為經(jīng)過仿真實(shí)驗(yàn)室紅外沙盤輻射及光照特性修正系統(tǒng)修正后采集的紅外沙盤圖片;
圖中:1-中心控制系統(tǒng)，2-紅外導(dǎo)引頭，3-監(jiān)測系統(tǒng)，4-沙盤紅外照明系統(tǒng)，5-紅外場景沙盤，6-紅外場景沙盤目標(biāo)模型位置。

【具體實(shí)施方式】
[0009]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步的說明，但并不局限于此，凡是對本發(fā)明技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的精神和范圍，均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍中。
[0010]如圖1所示，仿真實(shí)驗(yàn)室紅外沙盤輻射及光照特性修正系統(tǒng)由云臺、工控機(jī)、紅外熱像儀及中心控制系統(tǒng)組成，系統(tǒng)可按照中心控制系統(tǒng)的指令，對整個紅外場景沙盤的表面溫度、溫度分布及光照特性進(jìn)行快速檢測并顯示，待溫度分布達(dá)到要求后，可投入仿真試驗(yàn)。
[0011]圖2所示實(shí)例為仿真實(shí)驗(yàn)室紅外沙盤輻射及光照特性修正系統(tǒng)在整個仿真系統(tǒng)中的位置，整個仿真系統(tǒng)由中心控制系統(tǒng)1、紅外導(dǎo)引頭2、監(jiān)測系統(tǒng)3、沙盤紅外照明系統(tǒng)4、紅外場景沙盤5組成，仿真實(shí)驗(yàn)室紅外沙盤輻射及光照特性修正系統(tǒng)與整個仿真系統(tǒng)共用一個中心控制系統(tǒng)1，監(jiān)測系統(tǒng)3包括云臺、工控機(jī)及紅外熱像儀。
[0012]本例中選用高德紅外公司生產(chǎn)的IR256型紅外熱像儀，成像距離大于5m以上，并配有小視場光學(xué)系統(tǒng)，以提高測試系統(tǒng)的分辨率和精度，能夠?qū)崟r采集清晰紅外圖像，所選用的紅外熱像儀的具體指標(biāo):像素為320X256 ;像元尺寸為30μπιΧ30μπι ;巾貞頻為50Hz ；視場角為不小于20° X 15° ;分辨率為320X256 ;工作波段為3 μ m~5 μ m;成像距離為5m;重量約為3.3千克；電源為DC24V。
[0013]云臺用于承載紅外熱像儀，保證紅外熱像儀在仿真過程中始終采集目標(biāo)模型的紅外圖像，沙盤目標(biāo)模型移動距離為20m，紅外熱像儀距離目標(biāo)模型垂直高度為5m，且在初始階段紅外熱像儀垂直監(jiān)視目標(biāo)模型，因此在仿真過程中云臺角度由0°變?yōu)?4°，角度變化量為76°。為保有余量，云臺在俯仰方向角度至少應(yīng)能夠變化90°，具體指標(biāo):旋轉(zhuǎn)速度為水平0.1°?55° /S，俯仰0.1°?30° /S ;旋轉(zhuǎn)角度為水平O?360°連續(xù)旋轉(zhuǎn)，俯仰+20。?-60。。
[0014]工控機(jī)可讀取光纖網(wǎng)上的目標(biāo)模型位置，計(jì)算出云臺俯仰方向的角度，通過485口與云臺通訊，改變熱像儀監(jiān)測角度，使其在仿真過程中始終采集目標(biāo)模型的紅外圖像。
[0015]中心控制系統(tǒng)用于分析并顯示系統(tǒng)所采集到的紅外景象參數(shù)，與實(shí)際要求參數(shù)進(jìn)行對比，并控制沙盤及光照系統(tǒng)作出相應(yīng)修正，同時控制系統(tǒng)可控制仿真試驗(yàn)室紅外沙盤輻射及光照特性修正系統(tǒng)與紅外場景沙盤及照明系統(tǒng)協(xié)調(diào)工作，使整個系統(tǒng)形成閉環(huán)控制。
[0016]系統(tǒng)工作過程為:系統(tǒng)通過紅外熱像儀采集紅外沙盤上產(chǎn)生的紅外圖像，輸入到中心控制系統(tǒng)中與實(shí)際景象進(jìn)行灰度級、逼真度的對比，對比后，根據(jù)實(shí)際景象特征對紅外沙盤進(jìn)行調(diào)節(jié)，由中心控制系統(tǒng)中的溫度控制系統(tǒng)調(diào)節(jié)紅外沙盤目標(biāo)模型溫度，照明控制系統(tǒng)調(diào)節(jié)燈陣的照明強(qiáng)度及照射角度，然后再次采集對比修正，直到沙盤系統(tǒng)輻射和光照特性與實(shí)際場景一致。
[0017]圖3所示為采集的經(jīng)過仿真實(shí)驗(yàn)室紅外沙盤輻射及光照特性修正系統(tǒng)修正后沙盤的紅外圖片。該圖片表明，經(jīng)過修正系統(tǒng)修正后的紅外沙盤及照明系統(tǒng)能夠清晰地反映景物的紅外紋理特征，完全滿足紅外導(dǎo)引頭半實(shí)物仿真的需要。
【權(quán)利要求】
1.一種仿真實(shí)驗(yàn)室紅外沙盤輻射及光照特性修正系統(tǒng)，其特征在于所述系統(tǒng)由云臺、工控機(jī)、紅外熱像儀及中心控制系統(tǒng)組成，其中: 所述云臺用于承載紅外熱像儀，保證紅外熱像儀在仿真過程中始終采集目標(biāo)模型的紅外圖像； 所述紅外熱像儀用于實(shí)時采集清晰紅外圖像； 所述工控機(jī)用于讀取目標(biāo)位置，計(jì)算出云臺俯仰方向的角度，通過云臺改變紅外熱像儀監(jiān)測角度，使其在仿真過程中始終采集目標(biāo)位置的紅外圖像； 所述中心控制系統(tǒng)用于分析并顯示系統(tǒng)所采集到的紅外圖像參數(shù)，與實(shí)際要求參數(shù)進(jìn)行對比，并控制沙盤及光照系統(tǒng)作出修正。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的仿真實(shí)驗(yàn)室紅外沙盤輻射及光照特性修正系統(tǒng)，其特征在于所述紅外熱像儀的具體指標(biāo)為:像素為320X256 ;像元尺寸為30μπιΧ30μπι;幀頻為50Hz ;視場角不小于20° X 15° ;分辨率為320X256 ;工作波段為3~5 μ m;成像距離為5m?⑴；電源為DC24V。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的仿真實(shí)驗(yàn)室紅外沙盤輻射及光照特性修正系統(tǒng)，其特征在于所述紅外熱像儀距離目標(biāo)模型垂直高度為5m。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的仿真實(shí)驗(yàn)室紅外沙盤輻射及光照特性修正系統(tǒng)，其特征在于所述云臺旋轉(zhuǎn)速度為水平0.1°?55° /S，俯仰0.1°?30° /S ;旋轉(zhuǎn)角度為水平O?360°連續(xù)旋轉(zhuǎn)，俯仰+20°?-60°。
【文檔編號】G09B25/00GK104504982SQ201410808380
【公開日】2015年4月8日 申請日期:2014年12月23日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月23日
【發(fā)明者】康為民 申請人:哈爾濱工業(yè)大學(xué)