一种光电注入式图像成像模拟装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种光电注入式图像成像模拟装置，由显示器、鼠标和键盘，以及图像工作站、人机工作站和采集工作站组成；所述的图像工作站包括主控图像计算机和与主控图像计算机连接的高性能专业显卡及图像采集卡；所述的人机工作站包括连接显示器的主控人机计算机和CAN口通信板；所述的采集工作站包括数据采集板、导航板、电源板和测角板，所述的数据采集板通过I/O口分别与导航板和测角板连接；本模拟装置能仿真目标图像与仿真背景，实现舰艇环境下动态目标航路的图像仿真，具有仿真目标运动的航路轨迹设计，可输出仿真图像给光电设备进行保精度跟踪。

【技术实现步骤摘要】
一种光电注入式图像成像模拟装置
本技术属于光电测量
，具体涉及一种能测量跟踪精度的光电注入式图像成像模拟装置。
技术介绍
光电跟踪仪等设备在舰艇环境中时常要跟踪高速运动目标。但是，在现实环境中，很难找到这种高速运动目标，因此无法有效的检验、测试光电跟踪仪的伺服跟踪性能、跟踪精度性能。因此，需要一种能够为光电跟踪仪等设备提供动（静）态目标调试平台、产生仿真图像目标，使设备跟踪仿真目标，并对被测试设备的跟踪性能进行精度统计的装置。
技术实现思路
本技术的目的在于针对现有技术的不足，提出一种专门用于测量光电跟踪仪跟踪仿真图像目标的性能、并对其跟踪精度性能进行评估的光电注入式图像成像模拟装置。本技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种光电注入式图像成像模拟装置，由显示器、鼠标和键盘，以及图像工作站、人机工作站和采集工作站组成；所述的图像工作站包括主控图像计算机和与主控图像计算机连接的高性能专业显卡及图像采集卡；所述的人机工作站包括连接显示器的主控人机计算机和与主控人机计算机连接的CAN口通信板；所述的采集工作站包括数据采集板、导航板、电源板和测角板，所述的数据采集板通过I/O口分别与导航板和测角板连接；所述的主控人机计算机通过网络交换机与主控图像计算机连接，所述的数据采集板连接主控人机计算机。所述的一种光电注入式图像成像模拟装置，其图像采集卡通过PCI总线与主控图像计算机连接。所述的一种光电注入式图像成像模拟装置，其高性能专业显卡通过PCI-E总线与主控图像计算机连接。再进一步，其数据采集板由DSP、CAN芯片、CPLD/FPGA芯片，并口、定时计数器、时统信号转换电路组成。本技术的有益效果是：本模拟装置能仿真目标图像与仿真背景，实现舰艇环境下动态目标航路的图像仿真，具有仿真目标运动的航路轨迹设计，可输出仿真图像给光电设备进行保精度跟踪。附图说明图1为本技术的主视图；图2为本技术的侧视图；图3为本技术的主控计算机组成示意图；图4为本技术的采集工作站组成示意图；图5为本技术人机、图像和采集工作站的电气接口示意图；图6为本技术的工作流程示意图。各附图标记为：1—显示器，2—鼠标，3—键盘，4—工控机，5—电子机箱，51—图像工作站，511—主控图像计算机，512—高性能专业显卡，513—图像采集卡，514—CAN口通信板，515—网络交换机，516—主控人机计算机，52—采集工作站，521—数据采集板，522—导航板，523—测角板，53—人机工作站。具体实施方式如图1、图2所示，技术运用OpenGL三维模型与场景制作图像仿真技术、人机交互VC界面设计技术、DSP数据采集技术、FPGA+DSP图像采集与处理技术、网络技术、CAN总线技术，开发出了一种技术涉及面广，软硬件集成度高的模拟装置，该装置具有仿真飞行目标图像与仿真背景，实现舰艇环境下动态目标航路的图像仿真。具有仿真目标运动的航路轨迹设计，依据给定目标航路产生激光主波、回波脉冲信号，模拟激光距离，输出给光电设备调试。本技术具体的技术方案是：一种光电注入式图像模拟装置，它由位于上方的显示器1、鼠标2和键盘3，位于下方的工控机4和电子机箱5组成，所述的图像工作站51、采集工作站52和人机工作站53分别设置在工控机4和电子机箱5内。图像工作站51完成目标图像模型及背景图像制作(海、空、岸模拟背景及模拟目标)，进行目标航路轨迹仿真图像的运行，以及目标模型与背景图像的准确叠加等，通过专业显卡实时逼真绘制、显示目标仿真图像。人机工作站53运行仿真程序人机交互界面，进行目标航路轨迹设计，实时获得光电测角、导航等外围设备的信息，目指数据的网络发布，进行精度统计。采集工作站52完成外围设备的数据采集与处理工作，实时采集光电设备的测角数据、导航设备的纵摇、横摇、航向、航速数据，同时接收激光控制命令和仿真距离，生成激光主波回波信号，并响应外时统源信号。如图3所示，所述的图像工作站51运用OpenGL图像仿真技术设计目标仿真图像，包括主控图像计算机511、高性能专业显卡512、图像采集卡513、扩展总线槽（PCI总线、PCI-E总线）、网络适配卡等组成，图像工作站51通过网络交换机515与人机工作站53连接。图像工作站51采用OpenGL软件建立飞机、舰船等目标模型以及背景场景，设置纹理、材质、动画、特效及渲染，可以创建出效果逼真、强大视觉冲击力的三维仿真动画。采用高性能专业显卡512实时绘制、显示目标仿真图像，具备制作大型三维图像及运行的硬件资源，PCI-E3.0总线插槽，多路高清数字显示输出接口（VGA接口、DIV接口、s-video接口可选），满足常用的PAL25帧/秒、NTSC30帧/秒的三维仿真图像显示与输出。图像采集卡513采用PCI总线插槽，可独立于主控图像计算机511运行，接收主控图像计算机511的PCI总线数据、目标仿真图像数据、接收高性能专业显卡512输出的目标及背景仿真图像、完成复合视频输出，具备一路CCIR视频输入接口、PCI总线接口、两路CCIR视频输出接口。图像采集卡513工作时以PCI总线接口的形式接收主控图像计算机511制作的目标模型仿真图像数据，20ms时间周期进行图像处理并转换为25帧/秒的CCIR视频信号输出。图像采集卡513以PCI接口与主控图像计算机511进行图像数据交互，供电取PCI总线电源。图像工作站51的应用程序采用VC6.0编程，程序中嵌入OpenGL软件，实现仿真图像根据应用程序的需求实时绘制、显示和输出。应用程序采用OpenGL制作好仿真图像，通过OpenGL颜色缓冲区机制，读取出仿真图像数据，20ms周期性的利用PCI总线与图像采集卡513进行目标模型图像数据交互。实时周期性利用OpenGL绘制一帧仿真图像。所述的人机工作站53完成目标航迹的设计和VC人机界面设计，包括主控人机计算机516、高性能专业显卡512、扩展总线槽（PCI总线、PCI-E总线）、网络适配卡、CAN口通信板514和网络交换机515，所述的主控人机计算机516连接网络交换机515，CAN口通信板514完成主控人机计算机516与数据采集板521的CAN总线数据传输。该板采用PCI总线插槽,符合标准的CAN总线网络标准。人机工作站53通过CAN口通信实现与采集系统的数据交互，实时获得光电设备的测角信息、时统信息。网络交换机515提供网络数据通信，实现人机工作站53与光电、导航、时统进行网络数据的交互。人机界面设置目标航路参数，包括目标距离、目标高度、目标速度、目标航向、目标方位，根据目标运动特性建立目标运动轨迹。依据导航数据，经过坐标公式转换，将大地坐标系下目标数据转化为稳定球坐标系下三维数据，形成目指点。人机工作站53将目指数据通过网络发送给光电设备，设备调舷发现目标并开始跟踪。人机工作站53将目标轨迹数据通过网络发送给图像工作站51，图像工作站51依据目标航迹实时绘制目标仿真图像。如图4所示，所述的采集工作站52采集光电角度数据技术，包括数据采集板521、导航板522、电源板和测角板523，所述的数据采集板521通过I/O口分别与导航板522和测角板523连接。所述的数据采集板521由D本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光电注入式图像成像模拟装置，其特征在于：由显示器（1）、鼠标（2）和键盘（3），以及图像工作站（51）、人机工作站（53）和采集工作站（52）组成；所述的图像工作站（51）包括主控图像计算机（511）和与主控图像计算机（511）连接的高性能专业显卡（512）及图像采集卡（513）；所述的人机工作站（53）包括连接显示器（1）的主控人机计算机（516）和与主控人机计算机（516）连接的CAN口通信板（514）；所述的采集工作站（52）包括数据采集板（521）、导航板（522）、电源板和测角板（523），所述的数据采集板（521）通过I/O口分别与导航板（522）和测角板（523）连接；所述的主控人机计算机（516）通过网络交换机（515）与主控图像计算机（511）连接，所述的数据采集板（521）连接主控人机计算机（516）。

【技术特征摘要】
1.一种光电注入式图像成像模拟装置，其特征在于：由显示器（1）、鼠标（2）和键盘（3），以及图像工作站（51）、人机工作站（53）和采集工作站（52）组成；所述的图像工作站（51）包括主控图像计算机（511）和与主控图像计算机（511）连接的高性能专业显卡（512）及图像采集卡（513）；所述的人机工作站（53）包括连接显示器（1）的主控人机计算机（516）和与主控人机计算机（516）连接的CAN口通信板（514）；所述的采集工作站（52）包括数据采集板（521）、导航板（522）、电源板和测角板（523），所述的数据采集板（521）通过I/O口分别与导航板（522）和测角板（523）连接；所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：孟凡军，阳章雄，汪海玲，孙菲，
申请(专利权)人：华中光电技术研究所中国船舶重工集团公司第七一七研究所，
类型：新型
国别省市：湖北,42