[发明专利]一种仿真实验室红外沙盘辐射及光照特性修正系统

说明书

技术领域

本发明属于光学仿真测试领域，涉及一种仿真实验室红外沙盘辐射及光照特性修正系统。

背景技术

在使用红外场景沙盘及其照明系统对导引头进行半实物仿真前，以及在试验过程中，需要准确知道红外沙盘表面的辐射情况与实际场景辐射是否相同，照明系统的光照特性与实际场景光照情况是否一致，及时对比，并进行修正，以保证仿真试验准确性。

发明内容

为了解决红外导引头半实物仿真试验过程中缺少监测及修正系统，操作人员难以得到及时反馈的问题，本发明提供了一种仿真实验室红外沙盘辐射及光照特性修正系统。该系统可实时监测沙盘系统及照明系统的景象特征，读取沙盘表面温度、照明特性及红外辐射特性，并可通过软件系统在屏幕上显示，同时可根据实际仿真需要，及时修正整个沙盘及照明系统的各项指标，可作为红外场景沙盘及其照明系统的配套设备来使用，也可用于现有红外沙盘及照明系统。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种仿真试验室红外沙盘辐射及光照特性修正系统，由云台、工控机、红外热像仪及中心控制系统组成，其中：

所述云台用于承载红外热像仪，保证红外热像仪在仿真过程中始终采集目标位置的红外图像；

所述红外热像仪用于实时采集清晰的目标位置的红外图像；

所述工控机用于读取目标位置，计算出云台俯仰方向的角度，通过云台改变红外热像仪监测角度，使其在仿真过程中始终采集目标位置的红外图像；

所述中心控制系统用于分析并显示系统所采集到的红外图像参数，与实际要求参数进行对比，并控制沙盘及光照系统作出修正。

本发明的有益效果是：

1、红外热像仪配有小视场光学系统，提高测试系统的分辨率和精度，能够实时采集清晰红外图像。

2、工控机可及时读取目标位置，计算出云台俯仰方向的角度，并与云台通讯，改变热像仪监测角度，使其在仿真过程中始终采集目标位置的红外图像。

3、可对整个红外沙盘的表面温度分布、光照特性进行快速检测、显示，并进行对比修正，以保证仿真环境真实可靠。

附图说明

图1为仿真实验室红外沙盘辐射及光照特性修正系统的结构组成图；

图2为仿真实验室红外沙盘辐射及光照特性修正系统在整个仿真系统中的位置示意图；

图3为经过仿真实验室红外沙盘辐射及光照特性修正系统修正后采集的红外沙盘图片；

图中：1-中心控制系统，2-红外导引头，3-监测系统，4-沙盘红外照明系统，5-红外场景沙盘，6-红外场景沙盘目标模型位置。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的技术方案作进一步的说明，但并不局限于此，凡是对本发明技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的保护范围中。

如图1所示，仿真实验室红外沙盘辐射及光照特性修正系统由云台、工控机、红外热像仪及中心控制系统组成，系统可按照中心控制系统的指令，对整个红外场景沙盘的表面温度、温度分布及光照特性进行快速检测并显示，待温度分布达到要求后，可投入仿真试验。

图2所示实例为仿真实验室红外沙盘辐射及光照特性修正系统在整个仿真系统中的位置，整个仿真系统由中心控制系统1、红外导引头2、监测系统3、沙盘红外照明系统4、红外场景沙盘5组成，仿真实验室红外沙盘辐射及光照特性修正系统与整个仿真系统共用一个中心控制系统1，监测系统3包括云台、工控机及红外热像仪。

本例中选用高德红外公司生产的IR256型红外热像仪，成像距离大于5m以上，并配有小视场光学系统，以提高测试系统的分辨率和精度，能够实时采集清晰红外图像，所选用的红外热像仪的具体指标：像素为320×256；像元尺寸为30μm×30μm；帧频为50Hz；视场角为不小于20°×15°；分辨率为320×256；工作波段为3μm~5μm；成像距离为5m～∞；重量约为3.3千克；电源为DC24V。

云台用于承载红外热像仪，保证红外热像仪在仿真过程中始终采集目标模型的红外图像，沙盘目标模型移动距离为20m，红外热像仪距离目标模型垂直高度为5m，且在初始阶段红外热像仪垂直监视目标模型，因此在仿真过程中云台角度由0°变为14°，角度变化量为76°。为保有余量，云台在俯仰方向角度至少应能够变化90°，具体指标：旋转速度为水平0.1°～55°/S，俯仰0.1°～30°/S；旋转角度为水平0～360°连续旋转，俯仰+20°～-60°。