一种动态光学目标模拟装置及动态成像测试设备和方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及精密机械和光学测试领域，特别涉及一种动态光学目标模拟装置及动态成像测试设备和方法；本发明专利技术包括壳体及连接在壳体内的中波红外照明机构、像移目标模拟机构和供电机构；中波红外照明机构包括硅基加热棒及互相连接的主积分球和卫星积分球，硅基加热棒连接在卫星积分球上，主积分球上连接有导光锥桶；像移目标模拟机构包括由导光锥桶对准的中波红外目标靶板及带动多个中波红外目标靶板旋转的旋转组件；本发明专利技术利用硅基加热棒配合双积分球在较小体积和较低发热量的条件下实现高分辨运动红外目标室内模拟充满光学视场的均匀旋转的中波红外辐射照明的光学目标，便于在实验室条件下进行模拟外场校飞的动态成像性能测试。

【技术实现步骤摘要】
一种动态光学目标模拟装置及动态成像测试设备和方法
本专利技术涉及精密机械和光学测试领域，特别涉及一种动态光学目标模拟装置及动态成像测试设备和方法。
技术介绍
航空相机是搭载于各类航空飞行平台之上，用于对地面景物目标成像摄影、测量、遥感的特殊光学系统。传统航空相机的成像谱段一般覆盖可见光450nm-750nm，可用于日间对地面景物目标进行遥感成像，获取各类可见光波段的地物目标图像信息。但在国防、安全监测、环境查证等领域的应用需求，使得单纯的可见光波段观测结果难以满足信息获取需求。成像质量是评价各类光学系统的关键指标，其传统测试流程一般分为实验室内测试和外场校飞测试。实验室内测试，一般利用大口径、长焦距光学准直系统配合各类光学目标模拟装置，为待测航空相机模拟远场光学目标。外场校飞则需要将待测航空相机挂载在飞行平台上，通过实际飞行过程中对地面预设目标的成像试验评估航空相机的成像性能。与外场校飞测试相比，实验室内像质测评具备测试环境和目标特性严格可控、试验环境条件易保证、测试成本低、测试周期短等优势，是航空相机测评的理想方案；然而在实验室条件下模拟外场校飞测试的条件比较苛刻，因此，目前中波红外航空相机大多采用外场校飞的方式，通过在地面布置高热目标模拟具有特定几何特性的中波红外辐射，进行像移补偿条件下的成像性能评估，但外场校飞不仅成本较高、周期较长、灵活度较差，测试精度还严重依赖测试周围地物、温度、湿度、风向等环境的稳定性。
技术实现思路
本专利技术主要解决的技术问题是提供一种动态光学目标模拟装置，利用硅基加热棒配合双积分球在较小体积和较低发热量的条件下实现模拟充满光学入瞳的均匀旋转的中波红外辐射照明的光学目标，便于在实验室条件下进行模拟外场校飞的动态成像性能测试；本专利技术还提供一种动态成像测试设备和方法。为解决上述技术问题，本专利技术采用的一个技术方案是：提供一种动态光学目标模拟装置，其中，包括壳体及连接在所述壳体内的用于产生光学目标的中波红外照明机构、用于使所述光学目标进行匀速连续旋转运动的像移目标模拟机构和用于供电的供电机构；所述中波红外照明机构包括用于作为中波红外源的硅基加热棒及互相连接的用于对中波红外源的热辐射进行积分和均化的主积分球和卫星积分球，所述硅基加热棒连接在所述卫星积分球上，所述主积分球上连接有导光锥桶；所述像移目标模拟机构包括由所述导光锥桶对准的中波红外目标靶板及带动所述中波红外目标靶板旋转的旋转组件。作为本专利技术的一种改进，还包括连接在所述壳体内用于散热的散热测温机构，所述散热测温机构包括连接在所述卫星积分球上的积分球散热翅及与所述积分球散热翅连接的积分球散热风扇，所述积分球散热翅内设置有若干散热翅片。作为本专利技术的进一步改进，还包括连接在所述壳体上的调焦调平机构，所述调焦调平机构包括调焦滑台、滚珠丝杆和直线光栅尺，所述调焦滑台的底部的两侧与设置在滚动直线导轨上的滑块连接，所述调焦滑台的底部与所述滚珠丝杆连接，所述直线光栅尺连接在所述调焦滑台的侧壁上。作为本专利技术的更进一步改进，所述壳体内设置有隔热桶，所述中波红外照明机构设置在所述隔热桶内。作为本专利技术的更进一步改进，所述旋转组件包括目标转鼓、转鼓转盘、主轴和伺服电机，所述中波红外目标靶板与所述目标转鼓连接，所述目标转鼓连接在所述转鼓转盘上，所述转鼓转盘与所述主轴同轴连接，所述伺服电机通过转子连接座与所述主轴进行轴接。作为本专利技术的更进一步改进，所述目标转鼓上连接有目标转鼓散热盘，所述壳体上设置有与所述目标转鼓散热盘等高的目标转鼓散热风扇。作为本专利技术的更进一步改进，所述散热测温机构还包括靶板测温传感器和照明光源测温传感器，所述靶板测温传感器连接在所述壳体上且其光轴对准指向所述中波红外目标靶板；所述照明光源测温传感器连接在所述导光锥桶上。作为本专利技术的更进一步改进，所述卫星积分球通过隔热垫连接在所述壳体内；所述硅基加热棒套在硅基加热棒隔热套内，所述硅基加热棒隔热套通过硅基加热棒隔热定位顶丝连接在所述卫星积分球上。一种动态成像测试设备，包括待测的中波红外航空相机，其用于对动态光学目标模拟装置模拟的动态光学目标拍摄的照片进行动态成像性能测评，所述待测的中波红外航空相机内设置有像移补偿系统，其中，还包括如上述任一所述的动态光学目标模拟装置、长焦距光学准直装置和综合控制装置；所述长焦距光学准直装置的光学像面对准所述动态光学目标模拟装置；所述综合控制装置，用于设定飞行高度、飞行速度和相对速度的信息参数并将该信息参数同步发送至所述动态光学目标模拟装置和所述待测的中波红外航空相机处；所述动态光学目标模拟装置，用于模拟产生均匀旋转的中波红外的光学目标；所述长焦距光学准直装置，用于将所述动态光学目标模拟装置产生的光学目标投射成像为无穷远的光学目标；所述待测的中波红外航空相机，用于将所述长焦距光学准直装置投射出的光学目标拍照成像。一种动态成像测试方法，其中，包括如下步骤：步骤S1、综合控制装置设定飞行高度、飞行速度和相对速度的信息参数并将该信息参数同步发送至所述动态光学目标模拟装置和所述待测的中波红外航空相机处。步骤S2、动态光学目标模拟装置模拟产生均匀旋转的中波红外的光学目标；步骤S3、长焦距光学准直装置将所述动态光学目标模拟装置产生的光学目标投射成像为无穷远的光学目标；步骤S4、待测的中波红外航空相机开启像移补偿系统将所述长焦距光学准直装置投射出的光学目标拍照成像，从而形成图片；步骤S5、对该图片的动态成像性能进行测评。本专利技术的有益效果是：与现有技术相比，本专利技术利用硅基加热棒配合双积分球在较小体积和较低发热量的条件下实现模拟充满光学视场的均匀旋转的中波红外辐射照明的光学目标，便于在实验室条件下进行模拟外场校飞的动态成像性能测试。附图说明图1为本专利技术的动态光学目标模拟装置的结构示意图；图2为本专利技术的动态光学目标模拟装置的内部连接结构示意图；图3为本专利技术的中波红外照明机构的结构示意图；图4为本专利技术的动态成像测试设备的结构示意图；图5为本专利技术的动态成像测试方法的步骤框图；附图标记：1-动态光学目标模拟装置，2-长焦距光学准直装置，3-待测的中波红外航空相机，4-综合控制装置，5-积分球散热风扇，6-积分球散热翅，7-中波红外照明机构，8-隔热垫，9-目标转鼓，10-中波红外目标靶板，11-转鼓托盘，12-目标转鼓散热盘，13-主轴，14-轴承压盖，15-角接触球轴承，16-轴承套，17-轴承隔圈，18-伺服电机，19-转子连接座，20-圆形光栅尺，21-连接法兰，22-壳体，23-目标转鼓散热风扇，24-靶板测温传感器，25-调焦滑台，26-滚动直线导轨，27-滚珠丝杆，28-直线光栅尺，29-电控箱，30-隔热垫，31-卫星积分球，32-硅基加热棒，33-硅基加热棒隔热套，34-硅基加热棒隔热定位顶丝，35-主积分球，36-导光锥桶，37-照明光源测温传感器。具体实施方式在实验室内进行动态像质检测难以实现，其主要原因在于：(1)传统用于模拟像移目标的转鼓为K9玻璃材质，对中波红外波段有强烈吸收，难以实现连续像移中波红外光学目标的模拟。(2)一般采用高温黑体用于中波红外波段照明，一方面保证温度均匀性，另一方面确保模拟目标的温度分布稳定性，但黑体尺寸较大，难以放置在运动目标模拟本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种动态光学目标模拟装置，其特征在于，包括壳体及连接在所述壳体内的用于产生光学目标的中波红外照明机构、用于使所述光学目标进行匀速连续旋转运动的像移目标模拟机构和用于供电的供电机构；所述中波红外照明机构包括用于作为中波红外源的硅基加热棒及互相连接的用于对中波红外源的热辐射进行积分和均化的主积分球和卫星积分球，所述硅基加热棒连接在所述卫星积分球上，所述主积分球上连接有导光锥桶；所述像移目标模拟机构包括由所述导光锥桶对准的中波红外目标靶板及带动所述中波红外目标靶板旋转的旋转组件。

【技术特征摘要】
1.一种动态光学目标模拟装置，其特征在于，包括壳体及连接在所述壳体内的用于产生光学目标的中波红外照明机构、用于使所述光学目标进行匀速连续旋转运动的像移目标模拟机构和用于供电的供电机构；所述中波红外照明机构包括用于作为中波红外源的硅基加热棒及互相连接的用于对中波红外源的热辐射进行积分和均化的主积分球和卫星积分球，所述硅基加热棒连接在所述卫星积分球上，所述主积分球上连接有导光锥桶；所述像移目标模拟机构包括由所述导光锥桶对准的中波红外目标靶板及带动所述中波红外目标靶板旋转的旋转组件。2.根据权利要求1所述的动态光学目标模拟装置，其特征在于，还包括连接在所述壳体内用于散热的散热测温机构，所述散热测温机构包括连接在所述卫星积分球上的积分球散热翅及与所述积分球散热翅连接的积分球散热风扇，所述积分球散热翅内设置有若干散热翅片。3.根据权利要求1所述的动态光学目标模拟装置，其特征在于，还包括连接在所述壳体上的调焦调平机构，所述调焦调平机构包括调焦滑台、滚珠丝杆和直线光栅尺，所述调焦滑台的底部的两侧与设置在滚动直线导轨上的滑块连接，所述调焦滑台的底部与所述滚珠丝杆连接，所述直线光栅尺连接在所述调焦滑台的侧壁上。4.根据权利要求3所述的动态光学目标模拟装置，其特征在于，所述壳体内设置有隔热桶，所述中波红外照明机构设置在所述隔热桶内。5.根据权利要求4所述的动态光学目标模拟装置，其特征在于，所述旋转组件包括目标转鼓、转鼓转盘、主轴和伺服电机，所述中波红外目标靶板与所述目标转鼓连接，所述目标转鼓连接在所述转鼓转盘上，所述转鼓转盘与所述主轴同轴连接，所述伺服电机通过转子连接座与所述主轴进行轴接。6.根据权利要求5所述的动态光学目标模拟装置，其特征在于，所述目标转鼓上连接有目标转鼓散热盘，所述壳体上设置有与所述目标转鼓散热盘等高的目标转鼓散热风扇。7.根据权利要求2所述的动态光学目标模拟装置，其特征在于，所述散热...

【专利技术属性】
技术研发人员：何煦，姬琪，张晓辉，杨雪，万志，
申请(专利权)人：中国科学院长春光学精密机械与物理研究所，
类型：发明
国别省市：吉林,22