The invention discloses a deep space infrared point target imaging simulation method based on semi-physical object. Firstly, a deep space infrared point target imaging simulation system based on semi-physical object is constructed. The system consists of a semi-physical model building module, a parameter definition module and a simulation module, and a semi-physical low temperature infrared background imager model is constructed by a semi-physical model building module. The parameter definition module defines the imaging parameters, and the simulation module simulates the imaging of infrared point targets on the focal plane of the detector. The invention completes the digital scene simulation of infrared point target in deep space background by semi-physical method to obtain the digital scene image, and solves the problem that the background simulation image is close to the deep space background height, and the detector and circuit characteristics are consistent with the real object.
【技术实现步骤摘要】
一种基于半实物的深空红外点目标成像仿真方法
本专利技术涉及一种深空红外点目标成像仿真方法,特别是一种基于半实物的深空红外点目标成像仿真方法。
技术介绍
红外点目标探测是验证深空红外探测和预警系统能力的一个重要部分,通常为了验证系统对点目标的探测能力采用半实物仿真来生成序列红外点目标图像。现有仿真方法中红外点目标数字场景仿真器对于背景、成像器特性的模拟不能准确反映实际系统的特性,如时域、空域噪声分布、探测器坏元特性及分布等,导致仿真结果不能准确演示红外背景和成像器特性在红外点目标成像仿真中的作用,从而直接影响红外探测和预警系统的能力验证工作。
技术实现思路
本专利技术目的在于提供一种基于半实物的深空红外点目标成像仿真方法,解决现有方法不能准确反映实际系统的特性,仿真结果不能准确演示红外背景和成像器特性在红外点目标成像仿真中的作用的问题。一种基于半实物的深空红外点目标成像仿真方法的具体步骤为:第一步构建基于半实物的深空红外点目标成像仿真系统基于半实物的深空红外点目标成像仿真系统,包括:半实物模型构建模块、参数定义模块和仿真模块。所述:半实物模型构建模块的功能为:构建半实物低温红外背景成像器模型;参数定义模块的功能为:对成像参数进行定义;仿真模块的功能为:仿真红外点目标在探测器焦平面上的成像。第二步半实物模型构建模块构建半实物低温红外背景成像器模型半实物模型构建模块将整个成像器放置于真空舱中模拟深空环境,低温背景采用低温黑体。将成像器光轴与低温黑体中心对齐,调整两者之间的距离,保证低温黑体充满成像器视场,对真空舱抽真空后,当低温黑体制冷到温,根据需要设置不同的积分时 ...
【技术保护点】
1.一种基于半实物的深空红外点目标成像仿真方法,其特征在于具体步骤为:第一步 构建基于半实物的深空红外点目标成像仿真系统基于半实物的深空红外点目标成像仿真系统,包括:半实物模型构建模块、参数定义模块和仿真模块;所述:半实物模型构建模块的功能为:构建半实物低温红外背景成像器模型;参数定义模块的功能为:对成像参数进行定义;仿真模块的功能为:仿真红外点目标在探测器焦平面上的成像;第二步 半实物模型构建模块构建半实物低温红外背景成像器模型半实物模型构建模块将整个成像器放置于真空舱中模拟深空环境,低温背景采用低温黑体。将成像器光轴与低温黑体中心对齐,调整两者之间的距离,保证低温黑体充满成像器视场,对真空舱抽真空后,当低温黑体制冷到温,根据需要设置不同的积分时间采集低温背景图像;第三步 参数定义模块对成像参数进行定义相关成像参数包括:光学系统参数、探测器参数和成像电路参数;参数定义模块对光学系统参数进行定义:光学入瞳面积Sopt、光学系统等效F/#、光学系统透过率εopt;参数定义模块对探测器参数进行定义:探测器焦平面面阵大小M*N、像元大小s、平均响应率
【技术特征摘要】
1.一种基于半实物的深空红外点目标成像仿真方法,其特征在于具体步骤为:第一步构建基于半实物的深空红外点目标成像仿真系统基于半实物的深空红外点目标成像仿真系统,包括:半实物模型构建模块、参数定义模块和仿真模块;所述:半实物模型构建模块的功能为:构建半实物低温红外背景成像器模型;参数定义模块的功能为:对成像参数进行定义;仿真模块的功能为:仿真红外点目标在探测器焦平面上的成像;第二步半实物模型构建模块构建半实物低温红外背景成像器模型半实物模型构建模块将整个成像器放置于真空舱中模拟深空环境,低温背景采用低温黑体。将成像器光轴与低温黑体中心对齐,调整两者之间的距离,保证低温黑体充满成像器视场,对真空舱抽真空后,当低温黑体制冷到温,根据需要设置不同的积分时间采集低温背景图像;第三步参数定义模块对成像参数进行定义相关成像参数包括:光学系统参数、探测器参数和成像电路参数;参数定义模块对光学系统参数进行定义:光学入瞳面积Sopt、光学系统等效F/#、光学系统透过率εopt;参数定义模块对探测器参数进行定义:探测器焦平面面阵大小M*N、像元大小s、平均响应率像元填充率FF、积分时间tint、响应波段(λ1,λ2);参数定义模块对成像电路参数进行定义:AD位数n、读出电路基准电压V0、读出电路响应电压范围N;第四步仿真模块仿真红外点目标在探测器焦平面上的成像深空背景点目标的红外成像过程为:目标和背景的红外辐射经过光学系统成像在探测器焦平面上,探测器的像元将接收到的红外辐射经过光电转换输出为多路模拟电压信号,然后电压信号经过AD采样输出为数字信号,这些数字信号经过成像电路处理输出为灰度图像,此灰度图像即为深空背景下的红外点目标数字场景;仿真模块通过四个方面完成红外点目标在探测器焦平面上的成像仿真:仿真模块获取点目标的红外辐射:设一个点目标在(λ1,λ2)波段上的辐射强度为I(W/Sr),与成像器光轴夹角为θ,两者之间的距离为R,则该点目标在光学系统入瞳前的饿辐射照度E为:当目标与成像器距离时,目标在焦平面上的成像在一个像素以内,称为点目标,ω为成像器焦平面单个像元的有效视场,为目标的有效半径;仿真模块确定每帧点目标中心在...
【专利技术属性】
技术研发人员:王文博,李昂,
申请(专利权)人:北京遥感设备研究所,
类型:发明
国别省市:北京,11
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