一种半实物仿真目标模拟系统技术方案

本发明专利技术公开一种半实物仿真目标模拟系统。该系统包括第一点源目标模块、第二点源目标模块、控制模块、成像目标模块和光学合成装置。本发明专利技术由成像目标模块与光学合成装置构成1路红外成像模拟通道、由第一点源目标模块和光学合成装置构成1路宽波段点源模拟通道以及由第二点源目标模块和光学合成装置构成1路宽波段点源模拟通道，各通道可以单独或任意组合使用，从而，既可以模拟动态变化的红外场景图像也可以模拟宽波段点源，2路点源可以在视场内实时运动，使用非常灵活，适应多种红外半实物仿真目标模拟的需求。

【技术实现步骤摘要】
一种半实物仿真目标模拟系统
本专利技术涉及红外目标模拟系统，尤其涉及一种宽波段点源和红外成像模式共轴共孔径复合的红外目标模拟系统。
技术介绍
红外技术历来发展比较快的高新技术之一，尤其红外成像技术是目前研究和应用的热点。红外半实物仿真试验具有逼真、经济、可控、可重复的优点，是在试验室中模拟红外系统工作过程、检测红外系统工作性能的主要手段。红外目标模拟系统是红外半实物仿真系统的一个关键组成部分，它的作用是在被测红外系统的探测视场中，产生动态的红外场景信号，模拟红外目标、干扰和背景的辐射特性和运动特性。目前，应用于红外半实物仿真系统的红外目标模拟的技术有很多，但主要是点源红外目标模拟和红外成像目标模拟两种。红外点源模拟系统技术比较成熟，可以模拟一个或多个红外点状目标或干扰，目标或干扰的能量动态范围也可以做的较大。虽然红外点源模拟系统也可以通过光栏形状来模拟有一定图形特点的目标或干扰，但不能动态模拟形状变化的目标图像或背景图像。红外成像模拟系统是近年来新兴的一种红外目标模拟系统，通过红外图像转换器可以一定的帧频，生成动态的红外场景的图像。但由于现阶段技术和工艺水平的限制，红外成像转换器的能量动态范围通常难以满足大动态范围红外目标、干扰的图像模拟。
技术实现思路
本专利技术解决的问题是红外图像模拟和红外能量大动态范围模拟难以兼顾的问题。为解决上述问题，本专利技术提供一种半实物仿真目标模拟系统，该系统包括第一点源目标模块、第二点源目标模块、控制模块、成像目标模块和光学合成装置，其中，所述第一点源目标模块产生第一点源光束，根据来自控制模块的第一位置控制信号和/或能量控制信号对所述第一点源光束的位置和/或能量进行变换，投影变换后的第一点源光束至所述光学合成装置；所述第二点源目标模块产生第二点源光束，根据来自控制模块的第二位置控制信号和/或能量控制信号对所述第二点源光束的位置和/或能量进行变换，投影变换后的第二点源光束至所述光学合成装置；所述成像目标模块对红外场景进行成像，生成红外图像，投影所述红外图像至所述光学合成装置；所述光学合成装置对所述第一点源光束、第二点源光束和红外图像之一或者其组合进行光路合成，生成复合准直光束。可选地，所述第一点源目标模块和第二点源目标模块的结构相同，所述第一点源目标模块包括宽波段辐射源、聚光镜、光栏、挡光片和点源中继光学镜头，其中，宽波段辐射源接收来自控制模块的开关信号而产生所述第一点源光束，聚光镜汇聚该第一点源光束至所述光栏，光栏上设置有大小和形状不等的光栏孔，所述第一点源光束选择性的通过光栏孔被传输至挡光片，所述挡光片敞开而传输经过光栏孔的第一点源光束至点源中继光学镜头，所述点源中继光学镜头投影该第一点源光束至光学合成装置；相应的，所述第二点源目标模块的宽波段辐射源产生第二点源光束，该第二点源光束经过聚光镜、光栏、挡光片和点源中继光学镜头，点源中继光学镜头投影该第二点源光束至光学合成装置。可选地，所述控制模块包括工控机、光栏控制器和I/O控制卡，所述光栏控制器接收来自工控机的位置控制信号而控制光栏的转动角度，所述I/O控制卡传输来自工控机的开关信号和能量控制信号至宽波段辐射源，或者，传输敞开控制信号至所述挡光片，挡光片由敞开控制信号控制而敞开。可选地，所述第一点源目标模块包括第一衰减片、第二衰减片，所述控制模块包括工控机、第一衰减片控制器和第二衰减片控制器，其中，所述挡光片的敞开传输经过光栏孔的第一点源光至点源中继光学镜头具体是指挡光片敞开传输经过光栏孔的第一点源光束至第一衰减片，该第一点源光束由第一衰减片控制器控制第一衰减片的转动而经过挡光片投射至第一衰减片上，第二衰减片由第二衰减片控制器控制转动而衰减该第一点源光束的能量并传输该第一点源光束至点源中继光学镜头。可选地，所述光学合成装置包括复合镜和主准直光学镜头，所述复合镜对所述第一点源光、第二点源光和成像目标模块的红外图像之一或者其组合进行复合而形成复合像面；所述主准直光学镜头对复合镜输出的复合像面进行准直形成共口径共轴的平行光。可选地，所述光学合成装置包括第一转向镜、第二转向镜、第三转向镜和第四转向镜，所述控制模块包括第一转向镜控制器、第二转向镜控制器、第三转向镜控制器和第四转向镜控制器，其中，所述第一转向镜由第一转向镜控制器控制转动而接收所述第一点源目标模块投影的第一点源光束，反射该第一点源光束至第二转向镜，该第二转向镜由第二转向镜控制器控制转动而反射来自第一转向镜的第一点源光束至所述复合镜；所述第三转向镜接由第三转向镜控制器控制转动而收所述第二点源目标模块投影的第二点源光束，反射该第二点源光束至第四转向镜，该第四转向镜由第四转向镜控制器控制转动而反射来自第三转向镜的第二点源光束至所述复合镜。可选地，所述成像目标模块包括红外场景生成计算机、可见光图像生成系统、可见光图像变换光学系统、红外图像转换器和红外图像中继光学系统，其中，所述红外场景生成计算机将红外场景生成源红外图像；可见光图像生成系统转换所述源红外图像为源可见光图像；可见光图像变换光学系统根据红外图像转换器的参数特征转换源可见光图像为与红外图像转换器的光学参数匹配的新可见光图像；所述红外图像转换器转换新可见光图像为新红外图像，所述成像目标模块投影所述红外图像至所述光学合成装置具体是指红外图像中继光学系统投影新红外图像至光学合成装置。与现有技术相比，本专利技术具有以下优点：1、由于本专利技术目标模拟系统包括第一点源目标模块、第二点源目标模块、控制模块、成像目标模块和光学合成装置，这样，由成像目标模块与光学合成装置构成1路红外成像模拟通道、由第一点源目标模块和光学合成装置构成1路宽波段点源模拟通道以及由第二点源目标模块和光学合成装置构成1路宽波段点源模拟通道，从而，本专利技术包括1路红外成像模拟通道和2路宽波段点源模拟通道，各通道可以单独或任意组合使用，既可以模拟红外图像也可以模拟宽波段点源，成像模拟可以模拟动态变化的红外场景图像，2路点源可以在视场内实时运动，可模拟变化的场景图像以及运动的目标或干扰，使用非常灵活，适应多种红外半实物仿真目标模拟的需求。另外，本专利技术可以完成共轴、共口径的红外成像和2通道点源的复合模拟，各通道复合精度达到2’以内2、由于本专利技术的第一点源目标模块包括第一衰减片和第二衰减片，第二点源目标模块也包括第一衰减片和第二衰减片，这样，宽波段点源模拟大动态范围，点源动态范围可以达到108倍，另外，由于具有红外成像目标模块，所以，成像模拟分辨率高，红外成像分辨率达到1024×1024。3、本专利技术能通过光栏控制器、第一衰减片控制器、第二衰减片控制器、挡光片控制器、第一转向镜控制器、第二转向镜控制器、第三转向镜控制器和第四转向镜控制器控制相应的电机转动而实现目标像点位置的调整，另外，本专利技术通过能量控制信号对第一点源光束和第二点源光束的能量进行控制，以保证目标能量的控制精度，所以，通过位置控制信号和能量控制信号可以使得本专利技术的模拟精度高。附图说明图1是本专利技术半实物仿真红外成像宽波段点源复合目标模拟系统的原理框图；图2是图1所示的第一点源目标模块的原理框图；图3是图1所示的控制模块与第一点源目标模块和光学合成装置连接的示意图；图4是图3的控制模块与第一点源目标模块和光学合成装置本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种半实物仿真目标模拟系统，其特征是：该系统包括第一点源目标模块、第二点源目标模块、控制模块、成像目标模块和光学合成装置，其中，所述第一点源目标模块产生第一点源光束，根据来自控制模块的第一位置控制信号和/或能量控制信号对所述第一点源光束的位置和/或能量进行变换，投影变换后的第一点源光束至所述光学合成装置；所述第二点源目标模块产生第二点源光束，根据来自控制模块的第二位置控制信号和/或能量控制信号对所述第二点源光束的位置和/或能量进行变换，投影变换后的第二点源光束至所述光学合成装置；所述成像目标模块对红外场景进行成像，生成红外图像，投影所述红外图像至所述光学合成装置；所述光学合成装置对所述第一点源光束、第二点源光束和红外图像之一或者其组合进行光路合成，生成复合准直光束；所述第一点源目标模块和第二点源目标模块的结构相同，所述第一点源目标模块包括宽波段辐射源、聚光镜、光栏、挡光片和点源中继光学镜头，其中，宽波段辐射源接收来自控制模块的开关信号而产生所述第一点源光束，聚光镜汇聚该第一点源光束至所述光栏，光栏上设置有大小和形状不等的光栏孔，所述第一点源光束选择性的通过光栏孔被传输至挡光片，所述挡光片敞开而传输经过光栏孔的第一点源光束至点源中继光学镜头，所述点源中继光学镜头投影该第一点源光束至光学合成装置；宽波段的范围是0.3‑12µm；相应的，所述第二点源目标模块的宽波段辐射源产生第二点源光束，该第二点源光束经过聚光镜、光栏、挡光片和点源中继光学镜头，点源中继光学镜头投影该第二点源光束至光学合成装置;所述成像目标模块包括红外场景生成计算机、可见光图像生成系统、可见光图像变换光学系统、红外图像转换器和红外图像中继光学系统；所述红外场景生成计算机将红外场景生成源红外图像；可见光图像生成系统转换所述源红外图像为源可见光图像；可见光图像变换光学系统根据红外图像转换器的参数特征转换源可见光图像为与红外图像转换器的光学参数匹配的新可见光图像；所述红外图像转换器转换新可见光图像为新红外图像，所述成像目标模块投影所述红外图像至所述光学合成装置具体是指红外图像中继光学系统投影新红外图像至光学合成装置。...

【技术特征摘要】
1.一种半实物仿真目标模拟系统，其特征是：该系统包括第一点源目标模块、第二点源目标模块、控制模块、成像目标模块和光学合成装置，其中，所述第一点源目标模块产生第一点源光束，根据来自控制模块的第一位置控制信号和/或能量控制信号对所述第一点源光束的位置和/或能量进行变换，投影变换后的第一点源光束至所述光学合成装置；所述第二点源目标模块产生第二点源光束，根据来自控制模块的第二位置控制信号和/或能量控制信号对所述第二点源光束的位置和/或能量进行变换，投影变换后的第二点源光束至所述光学合成装置；所述成像目标模块对红外场景进行成像，生成红外图像，投影所述红外图像至所述光学合成装置；所述光学合成装置对所述第一点源光束、第二点源光束和红外图像之一或者其组合进行光路合成，生成复合准直光束；所述第一点源目标模块和第二点源目标模块的结构相同，所述第一点源目标模块包括宽波段辐射源、聚光镜、光栏、挡光片和点源中继光学镜头，其中，宽波段辐射源接收来自控制模块的开关信号而产生所述第一点源光束，聚光镜汇聚该第一点源光束至所述光栏，光栏上设置有大小和形状不等的光栏孔，所述第一点源光束选择性的通过光栏孔被传输至挡光片，所述挡光片敞开而传输经过光栏孔的第一点源光束至点源中继光学镜头，所述点源中继光学镜头投影该第一点源光束至光学合成装置；宽波段的范围是0.3-12µm；相应的，所述第二点源目标模块的宽波段辐射源产生第二点源光束，该第二点源光束经过聚光镜、光栏、挡光片和点源中继光学镜头，点源中继光学镜头投影该第二点源光束至光学合成装置;所述成像目标模块包括红外场景生成计算机、可见光图像生成系统、可见光图像变换光学系统、红外图像转换器和红外图像中继光学系统；所述红外场景生成计算机将红外场景生成源红外图像；可见光图像生成系统转换所述源红外图像为源可见光图像；可见光图像变换光学系统根据红外图像转换器的参数特征转换源可见光图像为与红外图像转换器的光学参数匹配的新可见光图像；所述红外图像转换器转换新可见光图像为新红外图像，所述成像目标模块投影所述红外图像至...

【专利技术属性】
技术研发人员：李奇，张励，李卓，冯晓晨，杨扬，王欣，李艳红，张宏俊，谢维建，赵海生，王思培，陈杰，施蕊，徐锐，
申请(专利权)人：上海机电工程研究所，北京理工大学，
类型：发明
国别省市：上海,31