[发明专利]图像注入式目标模拟器

说明书

技术领域

本发明涉及一种目标模拟器，特别设计一种数字图像注入式目标模拟器工程应用。

背景技术

目标模拟器的主要使命是完成操作手对光电跟瞄设备的操作训练和实现对整个光电跟瞄系统的动态检测。通过增加操作手对设备的实际操作训练，一方面可以考核其业务能力，另一方面也可以完成对设备的检测和日常维护。因此，靶场试验基地需要这样专门的、低成本而又高效率的模拟训练器。

在国外，对于光电跟瞄设备仿真训练的研究，目前还没有查找到相关的研究成果。而我国在操作手仿真训练方面已经取得了一些研究成果，但这些研究成果从内容上看，都是属于纯计算机仿真训练系统，脱离了具体的跟瞄设备，在跟踪捕获慢速目标方面，能达到很好的训练效果，而相对于捕获高速运动目标，效果就不是很理想；从使用情况看，现有的装备仿真训练系统功能单一，且很难在接近真实的飞行条件下进行训练；另一方面，模拟训练不能实现闭环的要求，也无法实现对光电跟瞄设备的动态仿真检测。

因此，研究开发一套能够提供真实的目标飞行轨迹、实现对目标跟瞄设备的动态检测以及完成闭环训练的模拟训练系统，具有一定的工程意义。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种能够提供真实的目标飞行轨迹，从而实现对目标跟瞄设备的动态检测以及完成闭环模拟训练的数字图像注入式目标模拟器。

为了解决上述技术问题，本发明的数字图像注入式的目标模拟器包括跟踪训练控制装置，数字图像生成装置，数字图像注入装置；跟踪训练控制装置接收主控计算机发送来的目标初始参数及目标跟瞄设备参数，利用目标轨迹方程实时计算出目标在数字图像画幅中所占的像素数和脱靶量，并将其发送到数字图像生成装置；数字图像生成装置接收主控计算机发送来的图像帧频、图像大小和图像深度，根据目标在图像画幅中所占的像素数和脱靶量生成目标，调用跟踪训练控制装置中存储的背景图像数据，并将目标与背景图像合成，最后，将合成后的数字图像实时送给数字图像注入装置；数字图像经数字图像注入装置进行接口匹配后传送给目标跟瞄设备的图像处理系统。

所述跟踪训练控制装置包括Nios II SOPC系统及作为该系统运行内存和外存的SDRAM存储器和FLASH存储器；背景图像数据预先烧写于FLASH存储器中；Nios II SOPC系统通过RS422-RS232转换接口与主控计算机连接，接收主控计算机发送来的目标初始参数及目标跟瞄设备参数，利用目标轨迹方程实时计算出目标在数字图像画幅中所占的像素数和脱靶量，并将其发送到数字图像生成装置。

本发明能够利用主控计算机发送来的目标初始参数、目标跟瞄设备参数及目标轨迹方程实时计算出目标在数字图像画幅中所占的像素数和脱靶量，生成目标后，将其与背景图像数据合成为一幅数字图像，注入到目标跟瞄设备的数字图像处理系统中，从而实现目标动态飞行及目标环境的构建。本发明能够模拟目标的动态飞行，从而在不开启红外相机的情况下完成对设备的仿真检测和操作训练任务，大大减少了训练成本。本发明实现简单方便、可操作性强。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。

图1为本发明的数字图像注入式目标模拟器的结构框图。

图2为实现本发明的硬件电路结构框图。

图3为FPGA主控模块结构框图。

图4为Nios II SOPC系统结构框图。

图5为异步FIFO模块结构框图。

图6为目标空间坐标系示意图。

图7为目标生成及背景合成模块流程图。

具体实施方式

如图1所示，本发明的数字图像注入式的目标模拟器包括跟踪训练控制装置、数字图像生成装置和数字图像注入装置。

跟踪训练控制装置的主要功能：一是接收主控计算机发送来的目标的起始参数(包括目标的起始点、目标高度、目标速度、目标大小)，目标跟瞄设备参数(包括光学焦距、半视场角、CCD尺寸、设备方位角和设备俯仰角)，实时采集并解算出目标跟瞄编码器输出的方位角A值和俯仰角E值；二是仿真试验设定(即模拟目标的飞行轨迹设定目标轨迹方程)，从而对仿真试验进程进行控制；三是将目标的起始参数和目标跟瞄设备参数代入目标轨迹方程对目标运动轨迹进行实时计算；并将计算出的目标在数字图像画幅所占中的像素数和脱靶量发送到数字图像生成装置；四是存储背景图像数据。