CN109814095A - 一种多目标红外仿真系统的动态空间位置模拟方法 - Google Patents

一种多目标红外仿真系统的动态空间位置模拟方法 Download PDF

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Abstract

本申请公开一种多目标红外仿真系统的动态空间位置模拟方法，包括：搭建多目标红外仿真系统，对多个目标和多个干扰进行处理；形成高精度目标位置驱动控制指令，以得到高精度目标位置的模拟。本发明通过搭建由仿真主机、大视线角运动模拟系统及多个二维摆镜组成的仿真系统，精确仿真理想目标的位置与理想干扰的位置，实现多目标红外仿真系统中高精度动态目标位置的模拟。

Description

一种多目标红外仿真系统的动态空间位置模拟方法
技术领域
本发明涉及仿真领域，特别是一种多目标红外仿真系统的动态空间位置模拟方法。
背景技术
在红外目标仿真系统中，当需要模拟多个目标和干扰时，由于每个目标或干扰需要独立运动，因此，有几个目标或干扰就需要有几个通道，当通道数超过3个时，由于体积和重量的限制，红外目标模拟系统将不能安装到五轴转台上。在多目标和干扰仿真系统中，每个目标和干扰都有各自的通道，在目标模拟器的光学视场中，各个分立的目标源在视场中的位置是独立控制的。由于光学视场通常较小，只有几度，所以较大视线角的运动是由大视线角运动模拟系统来实现的。但是大视线角运动模拟系统的惯量较大，不能满足高精度目标位置的模拟要求。
有鉴于此，提出一种多目标红外仿真系统的动态空间位置模拟方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种多目标红外仿真系统的动态空间位置模拟方法，解决多目标红外仿真系统中高精度目标位置的模拟问题。
为达到上述目的，本发明采用下述技术方案：
一种多目标红外仿真系统的动态空间位置模拟方法，包括：
S1.搭建多目标红外仿真系统，对多个目标和多个干扰进行处理；
S2.形成高精度目标位置驱动控制指令，以得到高精度目标位置的模拟。
进一步地，S1所述多目标红外仿真系统包括：多个目标投影通道、无焦复合光学系统、大视线角运动模拟系统、仿真主机；
所述无焦复合光学系统的输入端与多个目标投影通道连接，输出端与大视线角运动模拟系统连接；
所述仿真主机的输入端通过电缆分别与大视线角运动模拟系统连接，仿真主机的输出端与目标投影通道相连接。
进一步地，所述每个目标投影通道包括黑体源、照明系统、视场光阑、准直光学系统和二维摆镜。
进一步地，所述二维摆镜包括目标二维摆镜和干扰二维摆镜，用于确定所述多个目标和多个干扰间的相对位置。
进一步地，所述准直光学系统包括一个大的光学视场和一个小的光学视场；S1所述对多个目标和多个干扰进行处理包括：
多个目标和多个干扰在小的光学视场中同时进行辐射时，多个目标相互和多个干扰相互之间的相对位置由各自通道中的二维摆镜进行处理；
多个目标经过各自投影通道内的二维摆镜处理后出射平行光，经过无焦复合光学系统的配准和扩束进入大的光学视场；
在大的光学视场中由大视线角运动模拟系统对多个目标和多个干扰进行视线角运动处理。
进一步地，所述仿真主机中运行有仿真模型，用于解算目标的位置和干扰的位置；
所述目标的位置用于实时驱动大视线角运动模拟系统，干扰的位置用于实时驱动多个目标投影通道中的二维摆镜运动。
进一步地，S2形成高精度目标位置驱动控制指令包括：
仿真主机通过实验输出电信号获取理想目标的方向和理想干扰的方向；
通过目标的方向确定大视线角运动模拟系统的光轴方向；
通过大视线角运动模拟系统的输出信号获取大视线角运动模拟系统光轴方向的反馈值；
将大视线角运动模拟系统光轴方向的反馈值作为二维摆镜驱动指令的输入。
进一步地，所述将大视线角运动模拟系统光轴方向的反馈值作为二维摆镜驱动指令的输入包括：
将理想目标的方向与大视线角运动模拟系统光轴方向的反馈值相减，形成目标二维摆镜的光轴方向；
将理想干扰的方向与大视线角运动模拟系统光轴方向的反馈值相减，形成干扰二维摆镜的光轴方向；
将大视线角运动模拟系统光轴方向的反馈值作为目标二维摆镜和干扰二维摆镜驱动指令的输入。
进一步地，所述方法还包括：通过将仿真得到的大视线角运动模拟系统光轴方向的反馈值分别与所述理想目标的方向、理想干扰的方向相减得出误差，控制小惯性量摆镜对相应的二维摆镜进行微调以得到高精度目标位置的模拟。
本发明还公开了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有指令，当所述计算机可读存储介质在计算机上运行时，使得所述计算机执行上述的方法。
本发明的有益效果如下：
本发明所述技术方案通过搭建由仿真主机、大视线角运动模拟系统及多个二维摆镜组成的仿真系统，精确仿真理想目标的位置与理想干扰的位置，实现多目标红外仿真系统中高精度动态目标位置的模拟。
附图说明
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明：
图1为本发明一种多目标红外仿真系统的动态空间位置模拟方法流程图；
图2为本发明一种多目标红外仿真系统的动态空间位置模拟方法示意图。
1.目标二维摆镜 2.干扰二维摆镜 3.大视线角运动模拟系统 4.仿真主机。
具体实施方式
为了更清楚地说明本发明，下面结合优选实施例和附图对本发明做进一步的说明。附图中相似的部件以相同的附图标记进行表示。本领域技术人员应当理解，下面所具体描述的内容是说明性的而非限制性的，不应以此限制本发明的保护范围。
如图1所示，本实施例提供了一种多目标红外仿真系统的动态空间位置模拟方法，包括：S1、搭建多目标红外仿真系统，对多个目标和多个干扰进行处理；S2、形成高精度目标位置驱动控制指令，以得到高精度目标位置的模拟。
具体的，多目标红外仿真系统包括：多个目标投影通道、无焦复合光学系统、大视线角运动模拟系统、仿真主机。每个目标投影通道包括黑体源、照明系统、视场光阑、准直光学系统和二维摆镜。如图2所示，多个目标经过各自的投影系统后出射平行光，经过无焦复合光学系统的配准和扩束，进入大视线角运动模拟系统。在较小的光学视场中有多个红外目标和干扰同时辐射，相互之间的相对位置由各自通道中的二维摆镜来实现；而较大范围的视线角运动则由大视线角运动模拟系统来完成。仿真主机的输入输出端通过电缆分别与大视线角运动模拟系统和目标投影通道相连接，仿真主机中运行的仿真模型解算出的目标位置用来实时驱动大视线角运动模拟系统，而计算出的多个干扰的位置用来实时驱动多个目标投影通道中的二维摆镜运动。
二维摆镜包括目标二维摆镜和干扰二维摆镜用于确定所述多个目标和多个干扰间的相对位置。准直光学系统包括一个大的光学视场和一个小的光学视场，多个目标和多个干扰在小的光学视场中同时进行辐射时，多个目标相互和多个干扰相互之间的相对位置由各自通道中的二维摆镜进行处理；多个目标经过各自投影通道内的二维摆镜处理后出射平行光，经过无焦复合光学系统的配准和扩束进入大的光学视场；在大的光学视场中由大视线角运动模拟系统对多个目标和多个干扰进行视线角运动处理。
形成高精度目标位置驱动控制指令包括：仿真主机通过实验输出电信号获取理想目标的方向和理想干扰的方向；
通过目标的方向确定大视线角运动模拟系统的光轴方向；
通过大视线角运动模拟系统的输出信号获取大视线角运动模拟系统光轴方向的反馈值；
将大视线角运动模拟系统光轴方向的反馈值作为二维摆镜驱动指令的输入。
具体的，在半实物仿真试验系统中，下列参数通过电信号直接输出获得：
目标的方向(θT,ψT)——通过仿真主机实时解算出来；
干扰的方向(θd,ψd)——通过仿真主机实时解算出来；
仿真设备的驱动指令是通过以下方式形成。
大视线角运动模拟系统的光轴方向(θJ,ψJ)是由目标方向确定的，即
θJ＝θT，ψJ＝ψT
大视线角运动模拟系统光轴方向的反馈值(θJ′,ψJ′)——通过大视线角运动控制系统输出信号直接获得；
目标的方向与大视线角运动模拟系统光轴方向的反馈值相减，形成目标二维摆镜的光轴方向(θmT,ψmT)，即θmT＝θT-θJ′,ψmT＝ψT-ψJ′。
干扰的方向与大视线角运动模拟系统光轴方向的反馈值相减，形成干扰二维摆镜的光轴方向(θmd,ψmd)，即θmd＝θd-θJ′,ψmd＝ψd-ψJ′。
将大视线角运动模拟系统光轴方向的反馈值作为目标二维摆镜或干扰二维摆镜驱动指令的输入，与理想目标位置或干扰位置相减进行位置补偿，通过小惯性量摆镜的微调，实现多目标红外仿真系统中高精度动态目标位置的模拟。
本领域的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、装置(设备)、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本申请是参照根据本申请实施例的方法、装置(设备)和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定，对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动，这里无法对所有的实施方式予以穷举，凡是属于本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。

Claims (10)

1.一种多目标红外仿真系统的动态空间位置模拟方法，其特征在于，包括：
S1.搭建多目标红外仿真系统，对多个目标和多个干扰进行处理；
S2.形成高精度目标位置驱动控制指令，以得到高精度目标位置的模拟。
2.根据权利要求1所述的一种多目标红外仿真系统的动态空间位置模拟方法，其特征在于，S1所述多目标红外仿真系统包括：多个目标投影通道、无焦复合光学系统、大视线角运动模拟系统、仿真主机；
所述无焦复合光学系统的输入端与多个目标投影通道连接，输出端与大视线角运动模拟系统连接；
所述仿真主机的输入端通过电缆分别与大视线角运动模拟系统连接，仿真主机的输出端与目标投影通道相连接。
3.根据权利要求2所述的一种多目标红外仿真系统的动态空间位置模拟方法，其特征在于，所述每个目标投影通道包括黑体源、照明系统、视场光阑、准直光学系统和二维摆镜。
4.根据权利要求3所述的一种多目标红外仿真系统的动态空间位置模拟方法，其特征在于，所述二维摆镜包括目标二维摆镜和干扰二维摆镜，用于确定所述多个目标和多个干扰间的相对位置。
5.根据权利要求4所述的一种多目标红外仿真系统的动态空间位置模拟方法，其特征在于，所述准直光学系统包括一个大的光学视场和一个小的光学视场；S1所述对多个目标和多个干扰进行处理包括：
多个目标和多个干扰在小的光学视场中同时进行辐射时，多个目标相互和多个干扰相互之间的相对位置由各自通道中的二维摆镜进行处理；
多个目标经过各自投影通道内的二维摆镜处理后出射平行光，经过无焦复合光学系统的配准和扩束进入大的光学视场；
在大的光学视场中由大视线角运动模拟系统对多个目标和多个干扰进行视线角运动处理。
6.根据权利要求2所述的一种多目标红外仿真系统的动态空间位置模拟方法，其特征在于，所述仿真主机中运行有仿真模型，用于解算目标的位置和干扰的位置；
所述目标的位置用于实时驱动大视线角运动模拟系统，干扰的位置用于实时驱动多个目标投影通道中的二维摆镜运动。
7.根据权利要求6所述的一种多目标红外仿真系统的动态空间位置模拟方法，其特征在于，S2形成高精度目标位置驱动控制指令包括：
仿真主机通过实验输出电信号获取理想目标的方向和理想干扰的方向；
通过目标的方向确定大视线角运动模拟系统的光轴方向；
通过大视线角运动模拟系统的输出信号获取大视线角运动模拟系统光轴方向的反馈值；
将大视线角运动模拟系统光轴方向的反馈值作为二维摆镜驱动指令的输入。
8.根据权利要求7所述的一种多目标红外仿真系统的动态空间位置模拟方法，其特征在于，所述将大视线角运动模拟系统光轴方向的反馈值作为二维摆镜驱动指令的输入包括：
将理想目标的方向与大视线角运动模拟系统光轴方向的反馈值相减，形成目标二维摆镜的光轴方向；
将理想干扰的方向与大视线角运动模拟系统光轴方向的反馈值相减，形成干扰二维摆镜的光轴方向；
将大视线角运动模拟系统光轴方向的反馈值作为目标二维摆镜和干扰二维摆镜驱动指令的输入。
9.根据权利要求8所述的一种多目标红外仿真系统的动态空间位置模拟方法，其特征在于，所述方法还包括：通过将仿真得到的大视线角运动模拟系统光轴方向的反馈值分别与所述理想目标的方向、理想干扰的方向相减得出误差，控制小惯性量摆镜对相应的二维摆镜进行微调以得到高精度目标位置的模拟。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质中存储有指令，当所述计算机可读存储介质在计算机上运行时，使得所述计算机执行权利要求1-9中任一项所述的方法。
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