一種移動式可見光/紅外雙波段動態(tài)場景模擬裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種動態(tài)場景模擬裝置，特別涉及一種具有移動性的可見光/紅外雙波段動態(tài)場景模擬裝置，屬于動態(tài)場景仿真技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]成像系統(tǒng)半實(shí)物仿真技術(shù)是成像系統(tǒng)研制的關(guān)鍵技術(shù)，可用于評價成像系統(tǒng)的工作特性，以縮短產(chǎn)品的研制周期、節(jié)省產(chǎn)品的研制經(jīng)費(fèi)。
[0003]近年來，可見光/紅外復(fù)合成像技術(shù)的發(fā)展廣受青睞。眾所周知，可見光圖像高頻成分豐富，可較好地反映場景的細(xì)節(jié)信息，但由于其來自于對環(huán)境光照的反射，當(dāng)照度較低時，成像對比度會嚴(yán)重下降；而紅外圖像來自于場景自身輻射，其對比度及亮度僅取決于場景各處的溫度差及溫度，即使在暗環(huán)境下仍可獲得清晰成像。由此可見，可見光/紅外復(fù)合成像技術(shù)可使兩者互補(bǔ)，以適應(yīng)不同環(huán)境的成像要求。為了在可見光/紅外復(fù)合成像設(shè)備的研制過程中對其性能進(jìn)行客觀、真實(shí)評價，急需能夠同時產(chǎn)生可見光及紅外兩個波段動態(tài)場景的模擬裝置。
[0004]目前，大多數(shù)動態(tài)場景模擬裝置都工作在飛行轉(zhuǎn)臺上，飛行轉(zhuǎn)臺造價昂貴、體積巨大;使得整個仿真系統(tǒng)僅能安放于大型仿真實(shí)驗室中，不具有可移動性。無法滿足在不同場所對可見光/紅外成像設(shè)備特性進(jìn)行測試的需求。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]本實(shí)用新型的目的是為了實(shí)現(xiàn)對可見光/紅外兩個不同波段動態(tài)場景的復(fù)合模擬，并解決目前動態(tài)場景模擬裝置不可移動的技術(shù)問題。由此提出了一種可移動式可見光/紅外雙波段動態(tài)場景模擬裝置。
[0006]本實(shí)用新型的目的是通過下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的。
[0007]—種移動式可見光/紅外雙波段動態(tài)場景模擬裝置，包括:計算機(jī)圖像生成系統(tǒng)、可見光動態(tài)場景生成器、紅外動態(tài)場景生成器、可見光/紅外復(fù)合系統(tǒng)、可見光影光學(xué)系統(tǒng)、紅外投影光學(xué)系統(tǒng)、第一三軸位移臺、第二三軸位移臺、電控子系統(tǒng)、環(huán)境控制子系統(tǒng)及移動升降車。
[0008]連接關(guān)系:移動升降車上層可升降部分用于安放可見光動態(tài)場景生成器、紅外動態(tài)場景生成器、可見光/紅外復(fù)合系統(tǒng)、可見光投影光學(xué)系統(tǒng)、紅外投影光學(xué)系統(tǒng)、第一三軸位移臺及第二三軸位移臺，以適應(yīng)不同測試環(huán)境的高度要求;移動升降車下層排布有電控子系統(tǒng)、環(huán)境控制子系統(tǒng)及升降臺的液壓系統(tǒng)，此部分在不同測試環(huán)境下均無升降要求。
[0009]可見光動態(tài)場景生成器置于第一三軸位移臺上方;可見光動態(tài)場景生成器生成的動態(tài)影像經(jīng)由可見光投影光學(xué)系統(tǒng)及可見光/紅外復(fù)合系統(tǒng)投影至被測裝置的可見光探測部分，可見光投影光學(xué)系統(tǒng)的視場及出瞳與被測裝置可見光探測部分的視場及出瞳匹配；第一三軸位移臺實(shí)現(xiàn)對可見光動態(tài)場景生成系統(tǒng)出射光軸的調(diào)整，使之與被測裝置的可見光探測部分光軸重合;所述可見光動態(tài)場景生成系統(tǒng)由可見光動態(tài)場景生成器和可見光投影光學(xué)系統(tǒng)組成；
[0010]紅外動態(tài)場景生成器置于第二三軸位移臺上方;紅外動態(tài)場景生成器依次與紅外投影光學(xué)系統(tǒng)及可見光/紅外復(fù)合系統(tǒng)相連接;紅外投影光學(xué)系統(tǒng)光軸與可見光投影光學(xué)系統(tǒng)的光軸垂直；紅外動態(tài)場景生成器生成的紅外動態(tài)影像經(jīng)由紅外投影光學(xué)系統(tǒng)出射后，由可見光/紅外復(fù)合系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)與可見光場景生成器場景的共口徑復(fù)合，最終進(jìn)入被測裝置;紅外投影系統(tǒng)的視場及出瞳與被測裝置紅外探測部分的視場及出瞳匹配;第二三軸位移臺實(shí)現(xiàn)對紅外動態(tài)場景生成系統(tǒng)光軸的調(diào)整;所述紅外動態(tài)場景生成系統(tǒng)由紅外動態(tài)場景生成器和紅外投影系統(tǒng)組成；
[0011]電控子系統(tǒng)與可見光動態(tài)場景生成器及紅外動態(tài)場景生成器連接，與計算機(jī)圖像生成系統(tǒng)及其通信系統(tǒng)通信，完成場景生成驅(qū)動并對所生成場景進(jìn)行實(shí)時非均勻矯正，以及對比度、分辨率的調(diào)節(jié);環(huán)境控制子系統(tǒng)與可見光動態(tài)場景生成器及紅外動態(tài)場景生成器連接，用以控制系統(tǒng)的工作溫度、真空度、輻射出射度、模擬溫度；
[0012]計算機(jī)圖像生成系統(tǒng)及其通信系統(tǒng)安放于廂式貨車中，通過電纜與電控子系統(tǒng)、環(huán)境控制子系統(tǒng)連接。
[0013]當(dāng)被測裝置中可見光探測部分與紅外探測部分為分口徑時，可用反射鏡替代可見光/紅外復(fù)合系統(tǒng)。
[0014]對于雙波段復(fù)合共口徑被測裝置的仿真實(shí)驗，所述可見光/紅外復(fù)合系統(tǒng)為本實(shí)用新型的關(guān)鍵組成部分，用以實(shí)現(xiàn)可見光動態(tài)場景及紅外動態(tài)場景的共口徑復(fù)合，實(shí)現(xiàn)雙波段動態(tài)場景模擬；
[0015]可見光/紅外復(fù)合系統(tǒng)由兩個入射端口、一個出射端口及雙色鏡組成。來自可見光投影光學(xué)系統(tǒng)及紅外投影光學(xué)系統(tǒng)的場景從兩入射端口分別射入可見光/紅外復(fù)合系統(tǒng)，雙色鏡對其中一路入射場景反射，而對另一路入射場景透射;經(jīng)過雙色鏡后，兩路圖像合成為一路，由出射端口輸出共口徑雙波段復(fù)合場景;輸出端口的出射光軸與被測裝置的光軸重合。
[0016]一種移動式可見光/紅外動態(tài)場景模擬裝置，其工作過程為:
[0017]首先，所述計算機(jī)圖像生成系統(tǒng)接收主控計算機(jī)指令，按照實(shí)驗要求生成動態(tài)場景的可見光特征視頻信號及紅外特征視頻信號；其次，所生成的兩路視頻信號通過視頻線纜分別傳輸給相應(yīng)的顯示芯片驅(qū)動電路(可見光動態(tài)場景生成器中顯示芯片的驅(qū)動電路、紅外動態(tài)場景生成器中寫入光圖像生成器的驅(qū)動電路)，驅(qū)動電路將接收到的地址及像素驅(qū)動信號轉(zhuǎn)換為地址控制信號及模擬電壓信號，以控制顯示芯片顯示相應(yīng)的可見光動態(tài)場景及紅外動態(tài)場景;生成的動態(tài)場景經(jīng)由可見光投影光學(xué)系統(tǒng)及紅外投影光學(xué)系統(tǒng)投影并由至可見光/紅外復(fù)合系統(tǒng)復(fù)合后，射入被測裝置光學(xué)系統(tǒng)的入瞳處，以實(shí)現(xiàn)對被測裝置雙波段成像性能的測試?？梢姽?紅外復(fù)合光學(xué)系統(tǒng)放置在可見光及紅外投影光路中，實(shí)現(xiàn)兩光路的共口徑復(fù)合，生成帶有可見光及紅外特征的動態(tài)場景。通過對第一三軸位移臺和第二三軸位移臺的調(diào)整，可實(shí)現(xiàn)可見光動態(tài)場景及紅外動態(tài)場景像元尺寸精度下的重合對準(zhǔn)。電控子系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)可見光動態(tài)場景生成器及紅外場景生成器與計算機(jī)圖像生成系統(tǒng)及其通信系統(tǒng)的通信、完成場景生成驅(qū)動、并對所生成場景進(jìn)行實(shí)時非均勻矯正;而環(huán)境控制子系統(tǒng)控制系統(tǒng)的工作溫度及真空度，并可依據(jù)可見光場景輻射出射度及紅外場景可模擬最高等效黑體溫度要求分別對兩路動態(tài)場景生成器的照明光源亮度進(jìn)行調(diào)整。
[0018]所述計算機(jī)圖像生成系統(tǒng)用于接收主控計算機(jī)指令，生成實(shí)驗所需的帶有可見光特征及紅外特征的動態(tài)場景；
[0019]所述可見光動態(tài)場景生成器用于接收計算機(jī)圖像生成系統(tǒng)按照仿真實(shí)驗要求生成的可見光場景視頻信號，經(jīng)由驅(qū)動電路控制微顯示芯片產(chǎn)生可見光動態(tài)場景；
[0020]所述紅外動態(tài)場景生成器用于接收計算機(jī)圖像生成系統(tǒng)按照仿真實(shí)驗要求生成的紅外場景視頻信號，經(jīng)由驅(qū)動電路控制紅外芯片產(chǎn)生場景的紅外圖像；
[0021]所述可見光投影光學(xué)系統(tǒng)及紅外投影光學(xué)系統(tǒng)用于將雙波段場景投影至被測裝置光學(xué)系統(tǒng)的入瞳處，以供被測裝置探測，實(shí)現(xiàn)對真實(shí)場景的仿真；
[0022]所述可見光/紅外復(fù)合系統(tǒng)用以實(shí)現(xiàn)可見光動態(tài)場景及紅外動態(tài)場景的共口徑復(fù)合；
[0023]所述第一三軸位移臺和第二三軸位移臺分別用于安放可見光動態(tài)場景生成器、可見光投影光學(xué)系統(tǒng)及紅外動態(tài)場景生成器、紅外投影光學(xué)系統(tǒng)，通過調(diào)整第一三軸位移臺和第二三軸位移臺可對兩不同波段模擬器出射圖像位置及光軸角度獨(dú)立調(diào)整，以實(shí)現(xiàn)兩不同波段場景的精確對準(zhǔn)，使兩路場景的特征信息在空間上實(shí)現(xiàn)位置重疊;此外還可通過調(diào)整第一及第二三軸位移臺實(shí)現(xiàn)復(fù)合場景出瞳位置與被測成像裝置光學(xué)系統(tǒng)入瞳位置的重合；
[0024]所述電控子系統(tǒng)包括可見光及紅外顯示芯片驅(qū)動器、實(shí)時圖像非均勻矯正信號控制器及通信板卡；
[0025]所述環(huán)境控制子系統(tǒng)用于控制系統(tǒng)的工作溫度、真空度及照明光源的亮度等；
[0026]有益效果:
[0027]1.本實(shí)用新型通過光學(xué)方法，實(shí)現(xiàn)了兩不同波段動態(tài)場景的共口徑復(fù)合，可為被測復(fù)合成像器件提供清晰、逼真的目標(biāo)及背景圖像，用以模擬實(shí)際場景，是可見光/紅外復(fù)合成像器件研制過程中快速、有效的測試方法；
[0028]2.通過使用兩個精密三軸位移臺及結(jié)構(gòu)設(shè)計，可實(shí)現(xiàn)像素尺寸級的雙路場景對準(zhǔn)，提高了復(fù)合后圖像的分辨率；
[0029]3.本實(shí)用新型所述裝置體積小