红外跟踪装置的目标模拟方法、系统及介质制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种红外跟踪装置的目标模拟方法、系统及介质，包括：飞行参数设置步骤：设置模拟目标的飞行参数；模拟位置解算步骤：根据模拟目标的飞行参数及红外跟踪装置的技术参数，再根据光学系统成像原理，推导出模拟目标位置解算方程式，获得任意时刻t，模拟目标在像平面上成像行位置n＇、列位置m＇。本发明专利技术通过软件编程能够任意设定目标的飞行参数，例如初始位置、飞行速度、航向角等，能够模拟的目标运动情况受限性小，无需另外研制设备，对场地、设施要求无特别要求，使用便捷，成本低，作为运动目标模拟系统的有效补充，能够提高系统测试的完整性。

Target simulation method, system and medium of infrared tracking device

The invention provides a target simulation method, system and medium of an infrared tracking device, which includes: flight parameter setting steps: setting flight parameters of the simulated target; simulation position solving steps: according to flight parameters of the simulated target and technical parameters of the infrared tracking device, and according to the imaging principle of the optical system, deduces the solution equation of the simulated target position, and obtains arbitrary results. At time t, the imaging line position n', column position M'of the simulated target on the image plane are simulated. The flying parameters of the target can be arbitrarily set by software programming, such as initial position, flying speed, heading angle, etc., which can simulate the movement of the target with little restriction, no need for additional development equipment, no special requirements for the site and facilities, convenient use and low cost. As an effective complement to the moving target simulation system, the integrity of the system test can be improved. \u3002

【技术实现步骤摘要】
红外跟踪装置的目标模拟方法、系统及介质
本专利技术涉及红外探测领域，具体地，涉及红外跟踪装置的目标模拟方法、系统及介质。
技术介绍
不论是民用系统或是军用系统，系统中的红外跟踪设备通过复杂背景目标检测及跟踪算法，捕获并稳定跟踪视场内的目标，并根据系统需求，将目标信息提供给系统内的其他设备。通常为了完成系统功能的闭环测试，需要构建一套运动目标模拟系统。运动目标模拟系统造价高，并且其能提供的测试用例是有限的，仅能够模拟几种运动情形，不能保证系统测试的完整性。本专利技术研制的红外跟踪装置的目标模拟方法通过软件编程能够任意设定目标的飞行参数，例如初始位置、飞行速度、航向角等，能够模拟的目标运动情形受限性小，无需另外研制设备，对场地、设施要求无特别要求，使用便捷，成本低，作为运动目标模拟系统的有效补充，能够提高系统测试的完整性。
技术实现思路
针对现有技术中的缺陷，本专利技术的目的是提供一种红外跟踪装置的目标模拟方法、系统及介质。根据本专利技术提供的一种红外跟踪装置的目标模拟方法，包括：飞行参数设置步骤：设置模拟目标的飞行参数；模拟位置解算步骤：根据模拟目标的飞行参数及红外跟踪装置的技术参数，再根据光学系统成像原理，推导出模拟目标位置解算方程式，获得任意时刻t，模拟目标在像平面上成像行位置n′、列位置m′；位置更新步骤：获取转台在时刻t至时刻t0内调转的方位角度量ΔA、高低角度量ΔE，再根据迭代公式迭代更新模拟目标成像行位置m、列位置n；图像生成步骤：根据获得的行位置m、列位置n，计算模拟目标的方位角、模拟目标的高低角，生成一幅叠加有模拟目标的红外场景图像，将红外视频图像及模拟目标的方位角、模拟目标的高低角上传给上位计算机。优选地，所述飞行参数包括：模拟模板的初始状态、模拟目标相对于红外跟踪装置迎头飞行、模拟目标飞行方向相对于光轴指向的航向角ψ、飞行速度v；所述初始状态包括：斜距R0、方位角A0、高低角E0、时刻t0；所述技术参数包括：红外探测器像元数目M×N、红外视场大小α×β、光学系统焦距f，像元尺寸μ；M为列像元数，N为行像元数；α为方位角，β为高低角；所述迭代公式如下：所述计算模拟目标的方位角、模拟目标的高低角包括：模拟目标的方位角的计算公式为模拟目标的高低角的计算公式为优选地，所述模拟位置解算步骤，所述推导出模拟目标位置解算方程式：计算方法如下：当航向角ψ＝90°时，模拟目标方位方向速度分量为v，高低方向速度分量为0，模拟目标成像位置为：当航向角ψ＝0°时，模拟目标高低方向速度分量为v，方位方向速度分量为0，模拟目标成像位置为：优选地，所述位置更新步骤：将红外跟踪装置安装于转台上，与转台同轴运动，并通过CAN总线通信接口与转台连接，分别获取转台时刻t及时刻t0的方位角及高低角；根据获取的转台时刻t及时刻t0的方位角及高低角，获得转台在时刻t至时刻t0内调转的方位角度量ΔA、高低角度量ΔE。优选地，所述的红外跟踪装置用于空中可疑目标的检测、跟踪，其产生的红外场景图像包括背景和目标两部分，并且目标在图像中的位置由m、n决定；所述的红外跟踪装置通过CAN总线通信接口和SDI视频接口与所述的上位计算机连接，CAN总线通信接口用于发送模拟目标的方位角及高低角，SDI视频接口用于发送红外视频图像；所述的红外跟踪装置包括：红外光学系统、红外探测器及信号处理电路；红外探测器包括：红外焦平面面阵探测器。根据本专利技术提供的一种红外跟踪装置的目标模拟系统，包括：飞行参数设置模块：设置模拟目标的飞行参数；模拟位置解算模块：根据模拟目标的飞行参数及红外跟踪装置的技术参数，再根据光学系统成像原理，推导出模拟目标位置解算方程式，获得任意时刻t，模拟目标在像平面上成像行位置n′、列位置m′；位置更新模块：获取转台在时刻t至时刻t0内调转的方位角度量ΔA、高低角度量ΔE，再根据迭代公式迭代更新模拟目标成像行位置m、列位置n；图像生成模块：根据获得的行位置m、列位置n，计算模拟目标的方位角、模拟目标的高低角，生成一幅叠加有模拟目标的红外场景图像，将红外视频图像及模拟目标的方位角、模拟目标的高低角上传给上位计算机。优选地，所述飞行参数包括：模拟模板的初始状态、模拟目标相对于红外跟踪装置迎头飞行、模拟目标飞行方向相对于光轴指向的航向角ψ、飞行速度v；所述初始状态包括：斜距R0、方位角A0、高低角E0、时间t0；所述技术参数包括：红外探测器像元数目M×N、红外视场大小α×β、光学系统焦距f，像元尺寸μ；M为列像元数，N为行像元数；α为方位角，β为高低角；所述迭代公式如下：所述计算模拟目标的方位角、模拟目标的高低角包括：模拟目标的方位角的计算公式为模拟目标的高低角的计算公式为优选地，所述模拟位置解算模块，所述推导出模拟目标位置解算方程式：计算方法如下：当航向角ψ＝90°时，模拟目标方位方向速度分量为v，高低方向速度分量为0，模拟目标成像位置为：当航向角ψ＝0°时，模拟目标高低方向速度分量为v，方位方向速度分量为0，模拟目标成像位置为：优选地，所述位置更新模块：将红外跟踪装置安装于转台上，与转台同轴运动，并通过CAN总线通信接口与转台连接，分别获取转台时刻t及时刻t0的方位角及高低角；根据获取的转台时刻t及时刻t0的方位角及高低角，获得转台在时刻t至时刻t0内调转的方位角度量ΔA、高低角度量ΔE；所述的红外跟踪装置用于空中可疑目标的检测、跟踪，其产生的红外场景图像包括背景和目标两部分，并且目标在图像中的位置由m、n决定；所述的红外跟踪装置通过CAN总线通信接口和SDI视频接口与所述的上位计算机连接，CAN总线通信接口用于发送模拟目标的方位角及高低角，SDI视频接口用于发送红外视频图像；所述的红外跟踪装置包括：红外光学系统、红外探测器及信号处理电路；红外探测器包括：红外焦平面面阵探测器。根据本专利技术提供的一种存储有计算机程序的计算机可读存储介质，所述计算机程序被处理器执行时实现上述任一项所述的红外跟踪装置的目标模拟方法的步骤。与现有技术相比，本专利技术具有如下的有益效果：1、与现有技术相比，本专利技术通过软件编程能够任意设定目标的飞行参数，例如初始位置、飞行速度、航向角等，能够模拟的目标运动情况受限性小，无需另外研制设备，对场地、设施要求无特别要求，使用便捷，成本低，作为运动目标模拟系统的有效补充，能够提高系统测试的完整性。附图说明通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本专利技术的其它特征、目的和优点将会变得更明显：图1是本专利技术提供的红外跟踪装置的目标模拟方法的具体实现流程示意图。图2是本专利技术提供的红外跟踪装置与上位计算机、转台的接口关系示意图。图3是本专利技术提供的光学系统成像原理示意图。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本专利技术，但不以任何形式限制本专利技术。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本专利技术构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本专利技术的保护范围。根据本专利技术提供的一种红外跟踪装置的目标模拟方法，包括：飞行参数设置步骤：设置模拟目标的飞行参数；模拟位置解算步骤：根据模拟目标的飞行参数及红外跟踪装置的技术参数，再根据光学系统成像原理，推导出模拟目标位置解算方程式，获得任意本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种红外跟踪装置的目标模拟方法，其特征在于，包括：飞行参数设置步骤：设置模拟目标的飞行参数；模拟位置解算步骤：根据模拟目标的飞行参数及红外跟踪装置的技术参数，再根据光学系统成像原理，推导出模拟目标位置解算方程式，获得任意时刻t，模拟目标在像平面上成像行位置n＇、列位置m＇；位置更新步骤：获取转台在时刻t至时刻t0内调转的方位角度量ΔA、高低角度量ΔE，再根据迭代公式迭代更新模拟目标成像行位置m、列位置n；图像生成步骤：根据获得的行位置m、列位置n，计算模拟目标的方位角、模拟目标的高低角，生成一幅叠加有模拟目标的红外场景图像，将红外视频图像及模拟目标的方位角、模拟目标的高低角上传给上位计算机。

【技术特征摘要】
1.一种红外跟踪装置的目标模拟方法，其特征在于，包括：飞行参数设置步骤：设置模拟目标的飞行参数；模拟位置解算步骤：根据模拟目标的飞行参数及红外跟踪装置的技术参数，再根据光学系统成像原理，推导出模拟目标位置解算方程式，获得任意时刻t，模拟目标在像平面上成像行位置n＇、列位置m＇；位置更新步骤：获取转台在时刻t至时刻t0内调转的方位角度量ΔA、高低角度量ΔE，再根据迭代公式迭代更新模拟目标成像行位置m、列位置n；图像生成步骤：根据获得的行位置m、列位置n，计算模拟目标的方位角、模拟目标的高低角，生成一幅叠加有模拟目标的红外场景图像，将红外视频图像及模拟目标的方位角、模拟目标的高低角上传给上位计算机。2.根据权利要求1所述的红外跟踪装置的目标模拟方法，其特征在于，所述飞行参数包括：模拟目标的初始状态、模拟目标相对于红外跟踪装置迎头飞行、模拟目标飞行方向相对于光轴指向的航向角ψ、飞行速度v；所述初始状态包括：斜距R0、方位角A0、高低角E0、时刻t0；所述技术参数包括：红外探测器像元数目M×N、红外视场大小α×β、光学系统焦距f，像元尺寸μ；M为列像元数，N为行像元数；α为方位角，β为高低角；所述迭代公式如下：所述计算模拟目标的方位角、模拟目标的高低角包括：模拟目标的方位角的计算公式为模拟目标的高低角的计算公式为3.根据权利要求2所述的红外跟踪装置的目标模拟方法，其特征在于，所述模拟位置解算步骤，所述推导出模拟目标位置解算方程式：计算方法如下：当航向角ψ＝90°时，模拟目标方位方向速度分量为v，高低方向速度分量为0，模拟目标成像位置为：当航向角ψ＝0°时，模拟目标高低方向速度分量为v，方位方向速度分量为0，模拟目标成像位置为：。4.根据权利要求3所述的红外跟踪装置的目标模拟方法，其特征在于，所述位置更新步骤：将红外跟踪装置安装于转台上，与转台同轴运动，并通过CAN总线通信接口与转台连接，分别获取转台时刻t及时刻t0的方位角及高低角；根据获取的转台时刻t及时刻t0的方位角及高低角，获得转台在时刻t至时刻t0内调转的方位角度量ΔA、高低角度量ΔE。5.根据权利要求4所述的红外跟踪装置的目标模拟方法，其特征在于，所述的红外跟踪装置用于空中可疑目标的检测、跟踪，其产生的红外场景图像包括背景和目标两部分，并且目标在图像中的位置由m、n决定；所述的红外跟踪装置通过CAN总线通信接口和SDI视频接口与所述的上位计算机连接，CAN总线通信接口用于发送模拟目标的方位角及高低角，SDI视频接口用于发送红外视频图像；所述的红外跟踪装置包括：红外光学系统、红外探测器及信号处理电路；红外探测器包括：红外焦平面面阵探测器。6.一种红外跟踪装置的目标模拟系统，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：凌丽，罗文杰，梅志伟，刘小磊，陈志，蔡阳光，王波兰，
申请(专利权)人：上海机电工程研究所，
类型：发明
国别省市：上海,31