[发明专利]一种测试评估炮口烟焰对光电系统影响的装置与方法

说明书

技术领域

本发明属于光电测试与评估技术领域，主要涉及一种测试评估装置与方法，尤其涉及一种适用于测试评估炮口烟焰对光电系统影响的装置与方法。

背景技术

火炮在射击过程中，由于弹药与炮管的摩擦及火药与空气的反应，会在炮口附近产生强烈的闪光和烟雾，使得火炮很容易暴露目标，给阵地造成威胁。同时炮口烟焰使得光电系统对目标的连续探测跟踪能力下降，甚至可能使光电系统暂时致盲。定量评估炮口烟焰对光电系统造成的影响，对于指导改进弹药配方和发挥光电系统对目标的探测能力，具有重要意义。

《硝酸铵对炮口焰的影响研究》一文中从理论上研究了硝酸铵对发射药燃烧产物组成的影响，采用高速摄影仪进行了炮口焰的拍摄，对炮口焰的面积/最大直径/积分光密度进行了表征。《一种炮口焰的测试方法与研究》与《消焰剂对炮口烟焰的影响》一文中为更加精确表征炮口焰的强度，用CCD高速摄影相机拍摄了30mm口径火炮发射药A/B及硝酸铵发射药C的炮口火焰，用Image Pro Plus6.0软件分析了火焰强度。以上相关文献均从可见光近红外波段研究了炮口火焰面积、温度和亮度等参数的测试和表征，没有给出可见近红外及红外波段测试炮口焰烟对目标探测影响的装置，也未将测试的火焰和烟雾的参量与目标特征和光电系统参数联系起来，没有形成定量评估炮口烟焰对光电系统影响的方法。

发明内容

本发明针对测试评估炮口烟焰对光电系统影响难的问题，提供一种测试评估炮口烟焰对光电系统影响的装置和方法。

本发明的技术方案为：

所述一种测试评估炮口烟焰对光电系统影响的装置，其特征在于：包括CCD成像采集系统、中波热成像采集系统、长波热成像采集系统、可见光近红外合作目标靶、红外合作目标靶、红外合作目标靶控制系统；可见光近红外合作目标靶和红外合作目标靶分别安装在高度可调节的支架上；可见光近红外合作目标靶表面贴有表示目标背景的黑白图案；红外合作目标靶由多块加热板拼接而成，每块加热板表面涂黑，每块加热板与环境的温差受红外合作目标靶控制系统单独控制；CCD成像采集系统、中波热成像采集系统、长波热成像采集系统分别放在炮口的侧后方，使得炮口烟焰的中心区域处于CCD成像采集系统、中波热成像采集系统、长波热成像采集系统的视场中心附近；可见光近红外合作目标靶放在炮口的侧前方，且处于CCD成像采集系统的视场中心附近；红外合作目标靶放在炮口的侧前方，且处于中波热成像采集系统、长波热成像采集系统的视场中心附近。

进一步的优选方案，所述一种测试评估炮口烟焰对光电系统影响的装置，其特征在于：红外合作目标靶中的加热板按照矩阵结构拼接而成。

进一步的优选方案，所述一种测试评估炮口烟焰对光电系统影响的装置，其特征在于：红外合作目标靶中每块加热板与环境的最高温差为Δt，且Δt≥50℃，控温精度为0.1℃。

进一步的优选方案，所述一种测试评估炮口烟焰对光电系统影响的装置，其特征在于：CCD成像采集系统、中波热成像采集系统、长波热成像采集系统沿弹道线方向与炮口距离为L₁，L₁≥15m，且CCD成像采集系统、中波热成像采集系统、长波热成像采集系统的视线与弹道线的夹角为θ，10°≤θ≤15°。

进一步的优选方案，所述一种测试评估炮口烟焰对光电系统影响的装置，其特征在于：可见光近红外合作目标靶和红外合作目标靶沿弹道线方向与炮口距离均为L₂，L₂≥20m。

所述一种测试评估炮口烟焰对光电系统影响的方法，其特征在于：采用以下步骤：

步骤1：通过红外合作目标靶控制系统调节红外合作目标靶，使得红外合作目标靶的奇数列单元与环境的温差为Δt₁，偶数列单元与环境的温差为Δt₂，其中Δt₁≥50℃且Δt₂≤0.5℃，或者Δt₂≥50℃且Δt₁≤0.5℃；

步骤2：调节CCD成像采集系统、中波热成像采集系统、长波热成像采集系统的参数，使可见光近红外合作目标靶在CCD成像采集系统的视场中心附近清晰成像，使红外合作目标靶分别在中波热成像采集系统、长波热成像采集系统的视场中心附近清晰成像；

步骤3：在弹药发射前启动CCD成像采集系统、中波热成像采集系统、长波热成像采集系统进行图像采集，待弹药发射后炮口烟完全消散时结束图像采集；