[发明专利]一种光电成像系统性能评估实验分析方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种光电成像系统性能评估技术领域，具体的说是一种光电成像系统性能评估实验分析方法。

背景技术

光电成像系统性能预测模型是研究和改进光电成像系统的重要研究方面，涉及场景建模、大气光学、光学工程、信息处理、视觉生理等多个专业，光电成像系统受多环节对成像质量机理影响，通过建立光电成像系统探测识别能力预测模型，实现光电成像系统性能和影响因素的分析评估。

光电成像系统成像质量受到外部自然界环境、目标场景试验条件和成像系统自身光学镜头、电荷耦合器件(CCD)以及数据发送传输接收等多环节多因素的影响，可以表述为多因素输入多指标输出的复杂系统，难以定性和定量确定影响光电成像系统探测识别性能影响因素和影响程度。

发明内容

针对现有技术中光电成像系统存在的易受多种外部因素和内部因素影响，难以定性和定量确定影响光电成像系统探测识别性能影响因素和影响程度等不足之处，本发明要解决的技术问题是提供一种能够确定影响光电成像系统的影响因素排序及其影响程度的光电成像系统性能评估实验分析方法。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

本发明光电成像系统性能评估实验分析方法包括以下步骤：

建立光电成像系统性能预测模型；在性能预测模型中划分输入因素集和输出指标集；对输入因素集进行筛选实验；根据筛选实验结果划分模型输入因素水平，建立模型输入因素水平表；根据模型输入因素水平表，选取正交表，形成实验方案；调用性能预测模型计算各实验方案对应的输出指标集；利用输出指标集进行极差分析和灵敏度分析，结束本次实验分析过程。

所述划分输入因素集和输出指标集的过程为：

根据光电成像系统成像质量影响因素，将输入因素集划分为三个方面：目标背景特性、自然环境特性以及成像系统特性；输出指标集包括光电成像系统性能评估指标，即目标探测概率和目标识别概率。

目标背景特性包含：目标大小、目标外形、目标背景对比度；自然环境特性包含：太阳夹角、能见度、观测距离、环境照度；成像系统特性包含：焦距、光学孔径、工作波长、光学透过率、象元尺寸、视场角、象元填充因子、象元个数以及量子效率；

上述各特性参数的固定条件为：确定某一通用显示器参数，将其视为常值；确定某一目标尺寸和对比度，将其属性设置为常值；确定某一典型大气条件。

对输入因素集进行筛选实验的过程为：

选取要考察的输入因素集中的某因素，固定其他输入因素，作多个水平的实验，检测选取该因素是否对实验指标具有显著影响，作为进一步实验的因素选择依据；

通过对多个因素实验筛选，确定自然环境特性中的环境照度、自然环境特性中观测距离、成像系统特性中光学孔径、焦距、光学透过率、象元填充因子以及量子效率，同时确定成像系统特性中视场角、象元尺寸取值。

建立模型输入因素水平表的过程为：

选取输入因素集中某因素，固定其他输入因素取值，在所选取的输入因素取值范围内计算输出指标，根据所选因素对输出指标影响幅度划分该因素水平，依次对其他输入因素进行上述操作，形成输入因素水平表。

选取正交表形成实验方案为：根据输入因素水平表，选择适合的正交试验表，形成实验方案表。

本发明具有以下有益效果及优点：

1.本发明方法采用正交实验设计进行光电成像系统性能预测模型仿真实验，在光电成像系统探测识别能力表征模型基础上，划分其输入参数和输出指标，根据实验设计思想，采用正交设计法设计探测识别能力表征模型仿真实验，可以以最少的实验次数全面、典型、均衡可比的反映实验输入各因素对实验指标的影响。

2.本方法在正交实验设计基础上采用极差法和灵敏度分析法分析光电成像性能预测模型仿真实验数据，通过极差法分析确定各输入因素的最优水平和对输出指标的影响的主次关系，同时采用灵敏度分析法分析输入因素对输出指标的敏感程度。

附图说明

图1为本发明光电成像系统性能评估试验分析流程图；

图2为本发明光电成像系统任务预测性能模型示意图。

具体实施方式

如图1所示，本发明光电成像系统性能评估实验分析方法包括以下步骤：

建立光电成像系统性能预测模型；

在性能预测模型中划分输入因素集和输出指标集；

对输入因素集进行筛选实验；

根据筛选实验结果划分模型输入因素水平，建立模型输入因素水平表；