[发明专利]一种便携式飞行器红外隐身性能评估装置和方法

摘要

本发明公开了一种便携式飞行器红外隐身性能评估装置和方法。包括光学系统、激光测距模块、长波红外视频采集单元、中波红外视频采集单元、温度传感器、湿度传感器、方位角传感器、微处理器、通信接口单元、存储器、控制面板、显示器和外设计算机。长波红外视频采集单元和中波红外视频采集单元共用光学系统，与微处理器电连接，激光测距仪、温度传感器、温度传感器和方位角传感器与微处理器电连接，微处理器的信号端口分别连接到存储器和通信接口单元，通信接口单元与外设计算机的通信接口相连，控制面板和显示器与微处理器电连接。本发明可快速、方便的对飞行器的红外隐身性能做出评估，同时排除了人为主观因素的影响。

主权项

1.一种便携式飞行器红外隐身性能评估装置，其特征在于：包括光学系统101、激光测距模块102、长波红外视频采集单元103、中波红外视频采集单元104、温度传感器105、湿度传感器106、方位角传感器107、微处理器108、通信接口单元109、存储器110、控制面板111、显示器112和外设计算机113；长波红外视频采集单元103与微处理器108电连接，用于采集目标的长波红外视频图像；中波红外视频采集单元104与微处理器108电连接，用于采集目标的长波红外视频图像；激光测距仪102与微处理器108电连接，用于采集目标与评估装置间的距离；温度传感器105、湿度传感器106和方位角传感器107分别与微处理器108电连接，分别采集环境温度、环境湿度和目标的方位角信息，这些信息作为大气透过率仿真的必要参数，利用第三方软件计算大气透过率；微处理器108通过通信接口与外设计算机113电连接，存储器110与微处理器108电连接，用于数据存储，控制面板111和显示器112分别与微处理器108电连接，分别用于系统控制和信息显示。

2.如权利要求1所述的便携式飞行器红外隐身性能评估装置，其特征在于：长波红外视频采集单元103和中波红外视频采集单元104同轴。

3.如权利要求1所述的便携式飞行器红外隐身性能评估装置，其特征在于：光学系统101由物镜和分光镜片组成，分光镜片采用锗材料制成，可以反射中波红外，透射长波红外。

4.如权利要求1或3所述的便携式飞行器红外隐身性能评估装置，其特征在于：分光镜片与长波红外视频采集单元103轴线、中波红外视频采集单元104轴线分别呈45°角，反射的中波红外被中波红外视频采集单元104接收，透射的长波红外被长波红外视频采集单元103接收。

5.如权利要求1所述的便携式飞行器红外隐身性能评估装置，其特征在于：激光测距模块102的轴线与光学系统101的轴线平行。

6.一种便携式飞行器红外隐身性能评估方法，其特征在于：长波红外隐身性能评估和中波红外隐身性能评估均选取辐射温度/辐射温差、光斑暴露尺寸、红外能见距离、红外发现概率和隐身效率作为评估指标；长波红外隐身性能评估和中波红外隐身性能评估按如下步骤实施：

1)利用装置获取目标的长波红外图像或中波红外图像、探测距离、环境温度、环境湿度和目标方位角信息；

2)利用探测距离、环境温度、环境湿度和目标方位角信息，通过第三方软件计算长波红外或中波红外的大气透过率和消光系数；

3)给定长波红外辐射温差阈值或中波红外辐射温差阈值，利用黑体标定曲线反演灰度差阈值；

4)通过相关图像算法确定目标暴露区和背景区，并统计暴露区和背景区所占像元个数；

5)计算暴露区和背景区的平均灰度，利用黑体标定曲线计算平均辐射温度，并求暴露区和背景区表观辐射温差；给定像元尺寸，计算探测器靶面上暴露区尺寸，并利用探测距离的和探测器光学系统焦距计算目标暴露区实际尺寸；

6)给定大气透过率和环境温度，利用表观温差计算暴露区和背景区的固有温差；

7)给定视觉等级要求的线对数，利用目标暴露区实际尺寸计算目标等效长宽比和空间频率；

8)通过最小可分辨温差——空间频率曲线，计算目标在当前空间频率下对应的最小可分辨温差；

9)给定瞬态视场、大气消光系数等参数计算目标在辨识概率为50％时的阈值探测温差；

10)给定探测距离R和相应的大气透过率，利用当前探测距离下的表观温差，计算探测距离R时表观温差，与辨识概率为50％时的阈值探测温差相比较，通过返复迭代，当探测距离R时表观温差，与辨识概率为50％时的阈值探测温差相等时，此时的探测距离R即为该目标的红外能见距离；

11)利用表观温差，结合最小可分辨温差——空间频率曲线计算在该表观温差下目标对应的最大可分辨频率；

12)利用最大可分辨频率，结合探测距离和目标暴露区的实际尺寸，计算该目标上最大可分辨周数；

13)利用最大可分辨周数，并给定Johnson准则中50％概率时要求的周数，计算目标在当前探测距离下的探测、识别和确认的概率；

14)利用目标在实施红外隐身方案前后的红外能见距离计算隐身效率。