一种基于姿态反馈的光电跟踪设备角误差测量装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种基于姿态反馈的光电跟踪设备角误差测量装置，包括检测主机还包括检测端子，检测主机包括测控计算机和5G路由器，检测端子包括视频输出模块、姿态采集模块和5G设备终端；本发明专利技术还公开了一种基于姿态反馈的光电跟踪设备角误差测量方法。采用测控计算机进行全域空间背景的建模，进而生成半球形的全域动态场景，可设定目标运动参数，可根据需求在通过全域空间背景模型在测控计算机中构建全域空间背景的具体内容，采用图像延迟及变换处理技术模拟探测成像模块的特性，适用于多种具体型号探测成像模块的跟踪性能分析与评估。具体型号探测成像模块的跟踪性能分析与评估。具体型号探测成像模块的跟踪性能分析与评估。

【技术实现步骤摘要】
一种基于姿态反馈的光电跟踪设备角误差测量装置及方法


[0001]本专利技术涉及光电对抗系统领域，更具体地，涉及一种基于姿态反馈的光电跟踪设备角误差测量装置，还涉及一种基于姿态反馈的光电跟踪设备角误差测量方法，可实现对光电跟踪设备的性能指标的测试与评估，消除传统方法中对实物飞行靶标及外场试验环境的依赖。

技术介绍

[0002]光电跟踪设备运用红外、电视、激光以及视频跟踪技术探测及追踪目标，广泛应用于侦察预警、搜索跟踪、光电对抗等武器平台中。与传统雷达跟踪系统相比，具有抗电磁干扰能力强、跟踪精度高等特点，已经成为高炮、导弹、舰船等武器装备的“眼睛”，在现代战争中发挥重要作用。
[0003]光电跟踪设备的性能指标包括跟踪精度、最大跟踪速度、最大跟踪加速度、复杂背景中目标识别能力等。这些指标的优劣直接影响武器装备的打击精度，制约着作战效能的发挥；
[0004]典型的光电跟踪设备如图1的“被测系统”所示，由探测成像模块、连接座、显示器、信号处理及跟踪电路、伺服控制、方位执行、俯仰执行模块组成。其中伺服控制模块驱动方位、俯仰执行机构，控制连接座运动，探测成像安装于连接座上。探测成像模块的外部留有接口，通过电缆将图像信息传输至信号处理跟踪电路。
[0005]目前，国内外对于光电跟踪设备的性能测试方法主要有室内和室外两种，室外检测需要做大量外场飞行试验，受天气、温度等外界环境影响，既耗资又费时，而且还不能试验系统可能经历的所有场合。因此更多的是采用室内方法。室内为了模拟动态目标有两种方式，一种是在平行光管的焦面上放置目标板，经光管成像后形成无穷远目标。然后再通过塔架、回转臂、导轨等机构控制平行光管按预设好的轨迹运动。另一种是通过屏幕投影显示系统提供动态场景，采用激光器或投影仪在屏幕上产生动态目标光点或影像。
[0006]中国专利CN 104932541 A专利技术了一种光电跟踪仪方位跟踪精度的检测方法，在被测仪器的正前方放置无穷远目标发生器，通过控制转台、直线运动平台的运动模拟动态目标，可以突破天气环境和室外场地的限制，实现全天候检测，但目标方位运动范围十分有限，而且不能做高低运动，不能检测高低角精度。
[0007]中国专利CN 103090883 A专利技术了一种光电跟踪系统动态跟踪精度校准装置及方法，属室内方法。其通过固体固体激光器、扩束器等产生信光标照射到靶板，模拟多种运动方式的目标。被测光电跟踪系统对目标光斑进行跟踪，跟踪的信息也以光斑的形式投射在靶板上，通过高速采集系统对目标光斑与跟踪光斑进行采集，从而进行比对检测。这种方法摆脱了室外测试环境的限制，具有检测精度高，耗费少等优点，存在的不足在采用信标光在靶板上模拟目标，不能模拟复杂目标背景，也不能模拟目标的外形轮廓及特征，具有一定的局限性。另外，使用过程中，由于信标光分系统、高速图像采集系、被测光电跟踪系统都需要对准同一靶板，为了尽量减少图像畸变和检测误差，靶板与检测设备之间需间隔一定距离，
对场地有一定的限制。中国专利CN 104034511 A采用二维靶标转台驱动激光光斑在漫反射屏上做轨迹运动，待测光电跟踪设备跟踪激光光斑。这种方法的优缺点与前述的第一种方法类似。

技术实现思路

[0008]本专利技术针对现有技术存在的上述问题，提供一种基于姿态反馈的光电跟踪设备角误差测量装置，还提供一种基于姿态反馈的光电跟踪设备角误差测量方法。
[0009]为了实现上述的目的，本专利技术采用以下技术措施：
[0010]一种基于姿态反馈的光电跟踪设备角误差测量装置，包括检测主机还包括检测端子，
[0011]检测主机包括测控计算机和5G路由器，检测端子包括视频输出模块、姿态采集模块和5G设备终端；
[0012]测控计算机，用于保存有全域空间背景模型和目标模型，设定目标运动参数；还用于根据全域空间背景模型及目标运动参数生成半球形的全域空间背景和目标在全域空间背景中的目标虚拟位置，半球形的全域空间背景和目标虚拟位置构成半球形的全域动态场景，半球形的全域动态场景的球心作为探测成像模块的成像虚拟位置点，探测成像模块安装于被测系统的连接座上；还用于根据接收到的三维角度数据和三维角速度数据，解算出实时姿态角度作为探测成像模块的实时姿态角度，实时姿态角度的解算误差小于光电跟踪设备角度跟踪误差标称值的1/3；还用于根据探测成像模块的实时姿态角度、探测成像模块的成像虚拟位置点、探测成像模块的视场角大小，在半球形的全域动态场景中实时提取可视图像，并将可视图像发送到5G路由器；
[0013]5G路由器，用于将可视图像发送到5G设备终端；还用于接收自5G设备终端传送的三维角度数据和三维角速度数据；
[0014]姿态采集模块，安装于被测系统的连接座上，用于测量三维角度数据和三维角速度数据，并传输到5G设备终端；
[0015]5G设备终端，用于将三维角度数据和三维角速度数据传送到5G路由器；还用于接收在5G路由器传送的可视图像；
[0016]视频输出模块，用于解析5G设备终端接收的可视图像并发送到被测系统。
[0017]如上所述的测控计算机还用于根据目标在全域空间背景中目标虚拟位置计算出目标相对于成像虚拟位置点的目标角度轨迹，对探测成像模块的实时姿态角度解算得到探测成像模块的实际跟踪角度轨迹，将实际跟踪角度轨迹与目标角度轨迹进行比对。
[0018]如上所述的可视图像经过延时校正、亮度调整、对比度调整、色彩调整。
[0019]一种基于姿态反馈的光电跟踪设备角误差测量方法，包括以下步骤：
[0020]步骤1、检测主机保存有全域空间背景模型和目标模型，设定目标运动参数，检测主机根据全域空间背景模型及目标运动参数生成半球形的全域空间背景和目标在全域空间背景中的目标虚拟位置，半球形的全域空间背景和目标虚拟位置构成半球形的全域动态场景，半球形的全域动态场景的球心作为探测成像模块的成像虚拟位置点，探测成像模块安装于被测系统的连接座上；
[0021]步骤2、固定在被测系统的连接座上的检测端子测量三维角度数据和三维角速度
数据，检测端子将三维角度数据和三维角速度数据发送到检测主机；
[0022]步骤3、检测主机根据接收到的三维角度数据和三维角速度数据，解算出实时姿态角度作为探测成像模块的实时姿态角度；
[0023]步骤4、检测主机根据探测成像模块的实时姿态角度、探测成像模块的成像虚拟位置点、探测成像模块的视场角大小，在半球形的全域动态场景中实时提取可视图像；
[0024]步骤5、检测主机将可视图像发送到检测端子，检测端子将可视图像发送到被测系统。
[0025]一种基于姿态反馈的光电跟踪设备角误差测量方法，还包括以下步骤：
[0026]步骤6、检测主机根据目标在全域空间背景中目标虚拟位置计算出目标相对于成像虚拟位置点的目标角度轨迹，检测主机对探测成像模块的实时姿态角度解算得到探测成像模块的实际跟踪角度轨迹，将实际跟踪角度轨迹与目标角度轨迹进行比对。
[0027]上述步本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于姿态反馈的光电跟踪设备角误差测量装置，包括检测主机，其特征在于，还包括检测端子，检测主机包括测控计算机和5G路由器，检测端子包括视频输出模块、姿态采集模块和5G设备终端；测控计算机，用于保存有全域空间背景模型和目标模型，设定目标运动参数；还用于根据全域空间背景模型及目标运动参数生成半球形的全域空间背景和目标在全域空间背景中的目标虚拟位置，半球形的全域空间背景和目标虚拟位置构成半球形的全域动态场景，半球形的全域动态场景的球心作为探测成像模块的成像虚拟位置点，探测成像模块安装于被测系统的连接座上；还用于根据接收到的三维角度数据和三维角速度数据，解算出实时姿态角度作为探测成像模块的实时姿态角度；还用于根据探测成像模块的实时姿态角度、探测成像模块的成像虚拟位置点、探测成像模块的视场角大小，在半球形的全域动态场景中实时提取可视图像，并将可视图像发送到5G路由器；5G路由器，用于将可视图像发送到5G设备终端；还用于接收自5G设备终端传送的三维角度数据和三维角速度数据；姿态采集模块，安装于被测系统的连接座上，用于测量三维角度数据和三维角速度数据，并传输到5G设备终端；5G设备终端，用于将三维角度数据和三维角速度数据传送到5G路由器；还用于接收在5G路由器传送的可视图像；视频输出模块，用于解析5G设备终端接收的可视图像并发送到被测系统。2.根据权利要求1所述的一种基于姿态反馈的光电跟踪设备角误差测量装置，其特征在于，所述的测控计算机还用于根据目标在全域空间背景中目标虚拟位置计算出目标相对于成像虚拟位置点的目标角度轨迹，对探测成像模块的实时姿态角度解算得到探测成像模块的实际跟踪角度轨迹，将实际跟踪角度轨迹与目标角度轨迹进行比对和计算，得到跟踪角误差。3.根据权利要求1所述的一种基于姿态反馈的光电跟踪设备角误差...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹海源，黎伟，陆益敏，米朝伟，初华，黄国俊，魏靖松，韦尚方，谭朝勇，
申请(专利权)人：中国人民解放军陆军工程大学，
类型：发明
国别省市：