一种基于弹上红外导引头标定的弹载黑体控制系统技术方案

一种基于弹上红外导引头标定的弹载黑体控制系统，包括弹载黑体、红外导引头、移动式集成控制平台包括移动式平台车、机柜、直流稳压电源、测试计算机单元、弹载黑体温度控制器，所述弹载黑体与红外导引头均组装于弹体内部，红外导引头接收不同温度点的弹载黑体辐射能量作为参考源，从而完成一系列定标参数的校正维护工作。本发明专利技术属于红外制导技术领域，可以实现老型号和新型号产品在弹体结构资源紧张的前提下，只需要对接口进行稍加改动即可实现对弹上红外导引头进行参数标定维护的工作，其具有占用空间小、结构简单、成本低、温度稳定性好、升温速度快、精度高等优点，适于大批量生产，可广泛应用于定标类红外导引头进行周期性定标校正的需要。定标校正的需要。

【技术实现步骤摘要】
一种基于弹上红外导引头标定的弹载黑体控制系统


[0001]本专利技术属于红外制导
，具体而言，涉及一种基于弹上红外导引头标定的弹载黑体控制系统。

技术介绍

[0002]随着红外探测器的飞速发展，红外热成像探测技术在航空、航天、地面监控和成像制导等领域的应用越来越广泛。在成像制导武器系统中，红外成像末制导具有成像质量好、探测精度高、抗干扰能力强和可全天时工作等突出优点。
[0003]但是红外探测器的核心部件红外焦平面阵列(IRFPA)其像元响应存在不一致性，会严重影响红外成像系统的成像质量，实际应用中需要对其进行非均匀性校正(NUC)。目前国内外已经出现了多种IRFPA非均匀性校正方法，归纳起来大致可分为两类:基于参考源(黑体辐射源)定标的NUC算法和基于场景的NUC算法，我们本次主要是针对第一类算法存在的不足进行方案解决，所以不过多介绍第二类算法。
[0004]基于定标的NUC算法由于精度高、算法简单，得到了广泛应用。但是定标类校正方法由于受到IRFPA工作时间和环境的影响，其响应参数会发生缓慢的漂移，进而影响校正精度。因此，定标类校正方法通常需要黑体辐射源进行周期性定标校正，这样对于已组装调试完成的产品来说，就需要将导引头和整流罩从弹体上拆卸下来进行标定参数的更新，标定完成后还需要重新进行弹体组装调试等工作，无形中增加了维护成本和不可预测的风险，因此急需一种低成本、低风险、免拆卸能够在整弹环境下完成定期标定维护的解决方案。
[0005]以分辨率为1280
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1024中波HgCdTe探测器为例，其非均匀性数据(U
R
)计算使用的公式如下：
[0006][0007]式中：为图像的平均响应值；
[0008]R(i,j)为每个像元响应值；
[0009]W为无效像元个数；
[0010]求和中不包括无效像元。

技术实现思路

[0011]本专利技术的目的是为了实现红外导引头安装到弹体内部后，当需要进行周期性定标维护时，无需从弹体上拆卸即可实现弹上参数标定，本专利技术提供一种基于弹上红外导引头标定的弹载黑体控制系统。
[0012]为实现上述目的，本专利技术采取的技术方案如下：
[0013]一种基于弹上红外导引头标定的弹载黑体控制系统，弹载黑体与红外导引头均组装于弹体前端整流罩内部，整流罩内部弹载黑体位于红外导引头光学头罩正前方，弹载黑体与红外导引头的控制线缆通过分离式连接器与弹体外部的移动式集成控制平台连接，移
动式集成控制平台通过弹载黑体内嵌的高精度传感元件将温度信息反馈到弹载黑体温度控制器或通过移动控制平台内的数字图像采集卡接收红外导引头输出的图像灰度信息，然后经移动控制平台内部运算处理后判断当前弹载黑体是否达到预设温度，红外导引头接收不同温度点的弹载黑体辐射能量作为参考源，从而完成一系列定标参数的校正维护工作；整个系统控制环路由弹载黑体、红外导引头、移动式集成控制平台(移动式平台车、机柜、直流稳压电源、测试计算机单元)、弹载黑体温度控制器组成。
[0014]进一步的，所述弹载黑体，包括绝缘隔热板、壳体、加热装置、辐射面板及分离式连接器组成；其温度由地面移动式集成控制平台控制，具有易分离，当末端制导抛罩时，弹载黑体会随整流罩一同脱离，整个脱离过程简洁方便)、安全性高、成本低、结构简单易于大规模生产制造等特点。具体指标如下：重量轻不大于300g；温控精度不大于0.5℃；面源非均匀性不大于1％；靶面发射率不小于0.9；温升速率不小于5℃/min。
[0015]进一步的，所述红外导引头，包括光学系统、红外探测器和信号处理单元；光学系统用于接收经目标和背景固有的红外辐射，并汇聚到探测器光敏面上实现光电转换，然后将电信号传递给后端处理单元进行信号处理成像等工作，红外导引头具有较高的灵敏度和较小的空间分辨率，可以在夜间或复杂气象条件下实现对目标的探测、识别与精确定位。
[0016]进一步的，所述移动式集成控制平台，包括移动式平台车、机柜、直流稳压电源、测试计算机单元、弹载黑体温度控制器。
[0017]进一步的，所述移动式平台车，将机柜安装于平台车上，用于地面标定时方便移动、平台车具有升降功能其高度可调，适合不同高度空间使用。
[0018]进一步的，所述机柜，用于将直流稳压电源、测试计算机单元、弹载黑体温度控制器等分区存放，具有资源集成度高，对外接口简单易于维护的特点。
[0019]进一步的，所述直流稳压电源，用于提供红外导引头、弹载黑体及弹载黑体温度控制器工作所需的电源电压。
[0020]进一步的，所述测试计算机单元，集成了模拟/数字图像采集卡、显示终端及各种通讯接口等，图像采集卡接收红外导引头发送的模拟及数字图像数据信息并在测试计算机的显示终端上成像显示，同时将采集到的图像信息传递给弹载黑体温度控制器。
[0021]进一步的，所述弹载黑体温度控制器，其接收到测试计算机发送的图像信息和弹载黑体上温度传感元件反馈的温度信息，经过识别、判断和计算后对弹载黑体进行精确地温度控制操作。
[0022]本专利技术相对于现有技术的有益效果是：
[0023]1、本专利技术所记载的弹载黑体控制系统的弹载黑体具有易分离、安全性高、成本低、结构简单易于大规模生产制造等特点。具体指标如下：
[0024]1)、重量轻不大于300g；2)、温控精度不大于0.5℃；3)、面源非均匀性不大于1％；4)、靶面发射率不小于0.9；5)、温升速率不小于5℃/min。
[0025]弹载黑体温度均匀性仿真分析情况如下:
[0026]设计完成后对弹载黑体温度均匀性进行了仿真分析，设置弹载黑体功率为7W，从室温25℃恒定加热370S后，辐射面板温度分布，弹载黑体中心最高温度为50.784℃，边缘最低温度为50.549℃，有效辐射面范围内最低温度为50.613℃。有效辐射面内温差为0.171℃，满足使用要求。
[0027]当弹载黑体到达上述温度点后将其断电冷却1500S后，辐射面板温度分布，辐射面板温度降至24.091℃～24.098℃，温差为0.007℃，均匀性较好，可满足使用要求。
[0028]2、本专利技术所记载的弹载黑体控制系统的移动式集成控制平台其具有可移动、资源集成度高，对外接口简单易于维护的特点。
[0029]3、本专利技术所记载的弹载黑体控制系统的红外导引头其具有成像质量好，分辨率高、探测距离远、性能特点突出等优点。
[0030]4、弹载黑体控制系统其即可通过弹载黑体内部集成的高精度微型传感元件实现温度的全闭环控制，又可通过红外导引头输出图像灰度信息实现半闭环温度控制，整个双环路设计有效保证了温控系统的稳定性。
[0031]5、弹载黑体控制系统其解决了由于定标类校正方法通常需要将红外导引头及整流罩从弹体上反复拆卸安装的周期性定标维护的繁琐过程，真正实现了弹上标定过程的模块化、流程化和简单化。
附图说明
[0032]图1为一种基于弹上红外导引本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于弹上红外导引头标定的弹载黑体控制系统，其特征在于：弹载黑体(6)与红外导引头(7)均组装于弹体前端整流罩(5)内部，整流罩(5)内部弹载黑体(6)位于红外导引头光学头罩正前方，弹载黑体(6)与红外导引头(7)的控制线缆通过分离式连接器(8)与弹体外部的移动式集成控制平台连接，移动式集成控制平台通过弹载黑体(6)内嵌的高精度传感元件将温度信息反馈到弹载黑体温度控制器或通过移动控制平台内的数字图像采集卡接收红外导引头(7)输出的图像灰度信息，然后经移动控制平台内部运算处理后判断当前弹载黑体(6)是否达到预设温度，红外导引头(7)接收不同温度点的弹载黑体(6)辐射能量作为参考源，从而完成一系列定标参数的校正维护工作；整个系统控制环路由弹载黑体(6)、红外导引头(7)、移动式集成控制平台、弹载黑体温度控制器组成；所述移动式集成控制平台包括移动式平台车(9)、机柜(10)、直流稳压电源和测试计算机单元。2.根据权利要求1所述的一种基于弹上红外导引头标定的弹载黑体控制系统，其特征在于：所述弹载黑体(6)，包括绝缘隔热板(1)、壳体(2)、加热装置(3)、辐射面板(4)及分离式连接器(8)组成；所述加热装置(3)内嵌高精度微型传感元件；其温度由地面移动式集成控制平台控制，易分离，通过配有独特设计的分离式连接器(8)，当末端制导抛罩时，弹载黑体(6)会随整流罩(5)一同脱离，具体指标如下：重量轻不大于300g；温控精度不大于0.5℃；面源非均匀性不大于1％；靶面发射率不小于0.9；温升速率不小于5℃/min。3.根据权利要求1所述的一种基于弹上红外导引头标定的弹载黑体控制系统，其特征在于：所述红外导引头(7)，包括光学系统、红外探测器和信号处理单元；光学系统用于接收经目标和背景固有的红外辐射，并汇聚到探测器光敏面上...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘祥会，侯彬，郑艳霞，盛鹏，
申请(专利权)人：哈尔滨新光光电科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：