CN112001980B - 一种用于图像毁伤评估的半实物仿真系统及其实现方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于图像毁伤评估的半实物仿真系统及其实现方法。本发明将图像感知系统通过自转台安装在姿态模拟转台上，由工业控制计算机按照弹道信息控制，以真实的模拟在离开弹丸后下落飞行过程中的自转和姿态变化；高清投影仪实时投影战场图像至高清显示幕布，以模拟打击目标和毁伤模型，依据“远小近大”原理，进行实时放大和平移；利用图像合成处理技术，将干扰图层叠加到战场图像上，以模拟出复杂战场环境；以干扰光源模拟真实战场上的强光干扰；本发明在各试验装置位置不变的情况下，模拟了真实试验中相对位置的变化；搭建简洁明了，避免了复杂的系统在仿真过程产生大量的误差累积，填补了用于图像毁伤评估的半实物仿真试验系统的空白。

Description

一种用于图像毁伤评估的半实物仿真系统及其实现方法

技术领域

本发明涉及毁伤效果评估领域，具体涉及一种用于图像毁伤评估的半实物仿真系统及其实现方法。

背景技术

毁伤效果评估(Battle Damage Assessment,BDA)是指对敌方目标实施火力打击后，对目标的毁伤效果进行综合评估。BDA的发展对于充分发挥武器装备的战斗性能、提高作战水平具有重大意义。基于目标毁伤信息的评估方法是毁伤评估方法中最直接、有效的方法，为了使得毁伤效果信息更加准确、实时，具有高分辨率的光学成像被广泛地应用于毁伤信息的采集，成像设备往往被搭载于人造卫星、侦察机和侦察弹上。将摄像设备和回传设备集成为图像感知系统加载于作战弹丸上，在弹道末端释放，并于战场上空缓慢下降，摄像距离更加接近和摄像时间可以完全覆盖整个毁伤时间段，使得采集到的毁伤图像信息更加准确、实时。但图像感知系统在飞行下落的过程中不仅面临中自身姿态的变化，还需要在自身空间位置发生变化的过程中快速的捕获毁伤信息的时域图像，并且光学成像在复杂战场环境下会被电磁环境、自然环境等要素干扰。现有的试验方法难以满足这样苛刻的条件，若选择将图像感知系统搭载于弹丸上进行实弹试验，试验成本又会十分高昂。

发明内容

针对以上存在的问题，本发明提出了一种用于图像毁伤评估的半实物仿真系统及其实现方法。

本发明的一个目的在于提出一种用于图像毁伤评估的半实物仿真系统。

本发明的图像毁伤评估半实物仿真系统，位于暗室环境中，包括：姿态模拟转台、自转台、干扰光源、工业控制计算机、高清投影仪和高清显示幕布；其中，待测的图像感知系统安装在自转台上；自转台固定在姿态模拟转台上；干扰光源安装在自转台的外壳上；高清投影仪正对高清显示幕布；干扰光源、姿态模拟转台、自转台和高清投影仪分别连接至工业控制计算机；工业控制计算机中预先输入有通过实际试验得到的图像感知系统在离开弹丸载体后飞行下落过程中的加速度和角速度信息以及战场图像，通过加速度、角速度信息和给定的初始位置得到弹道信息，弹道信息包括弹道图、自转时域信息和姿态变化时域信息；战场图像包括毁伤前的战场图像和毁伤后的战场图像，在背景图像上叠加打击目标图像得到毁伤前的战场图像，在背景图像上叠加毁伤模型图像得到毁伤后的战场图像；在仿真试验过程中，高清投影仪、姿态模拟转台和高清显示幕布三者之间的相对位置不变化；工业控制计算机按照图像感知系统在离开弹丸载体后飞行下落过程中的姿态变化时域信息控制姿态模拟转台，并按照自转时域信息控制自转台，为待测的图像感知系统提供实时的姿态控制以及自转角速度，以真实的模拟待测的图像感知系统在离开弹丸后下落飞行过程中的自转和姿态变化；工业控制计算机控制高清投影仪实时投影战场图像至高清显示幕布，以模拟打击目标和毁伤模型；依据“远小近大”原理，工业控制计算机根据弹道图对战场图像进行实时放大和平移，模拟待测的图像采集系统与目标之间的相对运动；并且，对毁伤前的战场图像和毁伤后的战场图像同时且相同的进行上下、左右平移和放大处理；在毁伤时刻t_d，控制工业控制计算机控制高清投影仪投影的战场图像由毁伤前的战场图像切换到毁伤后的战场图像；进一步，利用图像合成处理技术，将干扰图层分别叠加到战场图像上，以模拟出复杂战场环境；干扰光源跟随待测的图像感知系统一同姿态变化，工业计算机控制干扰光源，在预设的工作时间，根据设定的亮度等级和相应的亮度等级的持续时间提供强光，以模拟真实战场上的强光干扰；待测的图像感知系统实时采集投影到高清显示幕布上的战场图像，将采集的图像与原来的战场图像进行对比，判断待测的图像感知系统是否捕捉到毁伤时刻前后的目标，实现对待测的待测的图像感知系统在复杂战场环境下图像毁伤评估。

干扰光源采用连续可调可见光光源，由工业控制计算机控制连续可调可见光光源的亮度。

工业控制计算机对一种干扰类型位于创建一个干扰图层；干扰类型包括雨滴和烟雾；则干扰图层包括雨滴干扰图层和烟雾干扰图层。工业控制计算机设置雨滴的大小和密度，然后按照设置的雨滴的大小和密度生成雨滴干扰图层；并且工业控制计算机设置烟雾浓度、浓度随时间变化的关系和颜色，然后生成烟雾干扰图层。干扰类型和战场图像分别位于不同的图层上。

本发明的另一个目的在于提出一种用于图像毁伤评估的半实物仿真系统的实现方法。

本发明的图像毁伤评估半实物仿真系统的实现方法，包括以下步骤：

1)系统搭建：

a)将待测的图像感知系统安装在自转台上；

b)将自转台固定在姿态模拟转台上；

c)将干扰光源安装在自转台的外壳上；

d)将高清投影仪正对高清显示幕布；

e)将干扰光源、姿态模拟转台、自转台和高清投影仪分别连接至工业控制计算机；

2)仿真试验前准备：

a)获得仿真弹道数据：

通过实际试验得到的图像感知系统在离开弹丸载体后飞行下落过程中的加速度和角速度信息，通过加速度、角速度信息和给定的初始位置得到弹道信息，弹道信息包括弹道图、自转时域信息和姿态变化时域信息；

b)获得战场图像：

在背景图像上叠加打击目标图像得到毁伤前的战场图像，以及按照建立毁伤前的战场图像的同样方式，在背景图像上叠加毁伤模型图像得到毁伤后的战场图像，毁伤前的战场图像和毁伤后的战场图像构成战场图像；并输入毁伤时刻t_d以及设置投影的刷新频率；

c)添加自然干扰环境：

利用图像合成处理技术，将干扰图层分别叠加在毁伤前的战场图像和毁伤后的战场图像上，从而得到添加自然干扰环境的战场图像，以模拟出复杂战场环境；

3)仿真试验过程：

a)复杂战场环境下图像毁伤评估半实物仿真系统，位于暗室环境中，高清投影仪、姿态模拟转台和高清显示幕布三者之间的相对位置不变化；

b)工业控制计算机按照图像感知系统在离开弹丸载体后飞行下落过程中的姿态变化时域信息控制姿态模拟转台，并按照自转时域信息控制自转台，为待测的图像感知系统提供实时的姿态控制以及自转角速度，以真实的模拟待测的图像感知系统在离开弹丸后下落飞行过程中的自转和姿态变化；

c)工业控制计算机控制高清投影仪实时投影添加自然干扰环境的战场图像至高清显示幕布，以模拟复杂战场环境下的打击目标和毁伤模型；

d)依据“远小近大”原理，工业控制计算机根据弹道图对战场图像进行实时放大和平移，模拟待测的图像采集系统与目标之间的相对运动；并且，对毁伤前的战场图像和毁伤后的战场图像同时且相同的进行上下、左右平移和放大处理；

e)在毁伤时刻t_d，控制工业控制计算机控制高清投影仪投影的战场图像由毁伤前的战场图像切换到毁伤后的战场图像；

f)同时，干扰光源跟随待测的图像感知系统一同姿态变化，工业计算机控制干扰光源，在预设的工作时间，根据设定的亮度等级和相应的亮度等级的持续时间提供强光，以模拟真实战场上的强光干扰；

g)待测的图像感知系统实时采集投影到高清显示幕布上的战场图像；

h)将采集的图像与原来的战场图像进行对比，判断待测的图像感知系统是否捕捉到毁伤时刻前后的目标，实现对待测的待测的图像感知系统在复杂战场环境下图像毁伤评估。

其中，在步骤2)的a)中获得仿真弹道数据，包括以下步骤：

i.通过实际试验，图像感知系统自身携带的惯性测量单元测量得到图像感知系统在离开弹丸载体后飞行下落过程中的弹道信息加速度和角速度信息；

ii.进一步根据加速度、角速度信息和给定初始位置信息得到弹道信息：弹道图、自转时域信息和姿态变化时域信息；

iii.将弹道信息存储至工业控制计算机中。

在步骤2)的b)中获得战场图像，包括以下步骤：

i.选择要投影的背景图像、打击目标图像和毁伤模型图像；

ii.工业控制计算机通过获取背景图像的长宽、长宽边上的像素点个数建立坐标矩阵，以同样的方式建立打击目标图像和毁伤模型图像的坐标矩阵，打击目标图像和毁伤模型图像的大小可调；

iii.通过在工业控制计算机中以坐标的形式输入打击目标的中心点位于背景图像的位置，在背景图像上叠加打击目标图像得到毁伤前的战场图像，以及按照建立毁伤前的战场图像的同样方式，在背景图像上叠加毁伤模型图像得到毁伤后的战场图像，毁伤前的战场图像和毁伤后的战场图像构成战场图像，所选的打击目标图像和毁伤模型图像都不会溢出背景图像；

iv.输入毁伤时刻t_d；

v.设置投影的刷新频率，由待测的图像感知系统的采集频率决定，保证投影的刷新频率远大于图像感知系统的采集频率，高清显示幕布上的图像认为是完全连续的。在步骤2)的c)中添加自然干扰环境，包括以下步骤：

i.工业控制计算机上选择是否添加自然环境干扰和选定干扰类型；干扰类型包括雨滴和烟雾；

ii.工业控制计算机通过先前选定的背景图像的大小和像素信息，创建出一个或多个干扰图层，一种干扰类型位于一个干扰图层上，再设置各个干扰类型的参数；比如雨滴干扰图层需要设置雨滴的大小和密度，烟雾干扰图层需要设定烟雾浓度、浓度随时间变化的关系和颜色，工业控制计算机立刻生成所需要的干扰图层；

iii.不同的干扰类型构建在不同的干扰图层上，雨滴效果是添加在整个干扰图层上的，并且雨滴干扰图层不随着战场图像进行放大、上下和左右平移处理；烟雾在干扰图层上通过像素坐标矩阵构建，需要根据坐标矩阵确定烟雾的中心和范围，并确定烟雾效果产生的时间点t_s，烟雾干扰图层需随着战场图像进行放大、上下、左右平移处理；

iv.不同的时间点出现在不同位置的不同烟雾效果通过新建干扰图层继续添加；

利用图像合成处理技术，将干扰图层分别叠加在毁伤前的战场图像和毁伤后的战场图像上，在同时添加雨滴和烟雾两种干扰类型的情况下，图层放置的层次顺序是：雨滴干扰图层、烟雾干扰图层、正常的战场图像图层，从而得到添加自然干扰环境的战场图像，以模拟出复杂战场环境。

本发明的优点：

本发明将待测的图像感知系统通过自转台安装在姿态模拟转台上，由工业控制计算机按照弹道信息控制，以真实的模拟在离开弹丸后下落飞行过程中的自转和姿态变化；高清投影仪实时投影战场图像至高清显示幕布，以模拟打击目标和毁伤模型，依据“远小近大”原理，进行实时放大和平移；利用图像合成处理技术，将干扰图层分别到战场图像上，以模拟出复杂战场环境；同时干扰光源模拟真实战场上的强光干扰；本发明不仅模拟了图像感知系统在飞行下落的过程中自身姿态的变化，还考虑了在自身空间位置发生变化的过程中快速的捕获毁伤信息的时域图像，并且模拟了被电磁环境、自然环境等要素干扰的复杂战场环境；本发明在各试验装置位置不变的情况下，模拟了真实试验中相对位置的变化，在不增加其他装置的情况下，模拟了自然环境要素的干扰，大大降低了仿真试验搭建所需的空间和成本；本发明系统的搭建简洁明了，避免了复杂的系统在仿真过程产生大量的误差累积；本发明填补了用于图像毁伤评估的半实物仿真试验系统的空白。

附图说明

图1为本发明的复杂战场环境下图像毁伤评估半实物仿真系统的一个实施例的示意图；

图2为本发明的复杂战场环境下图像毁伤评估半实物仿真系统的一个实施例中待测的图像感知系统和高清投影仪与高清显示幕布的摆放位置水平示意图；

图3为根据本发明的复杂战场环境下图像毁伤评估半实物仿真系统的实现方法得到的二维弹道图；

图4为本发明的复杂战场环境下图像毁伤评估半实物仿真系统的一个实施例的图像感知系统在三维空间的运动状态的示意图；

图5为本发明的复杂战场环境下图像毁伤评估半实物仿真系统的一个实施例的高清显示幕布任意四个时刻的图像示意图。

具体实施方式

下面结合附图，通过具体实施例，进一步阐述本发明。

如图1所示，本实施例的图像毁伤评估半实物仿真系统，位于暗室环境中，包括：姿态模拟转台1、自转台2、干扰光源3、工业控制计算机4、高清投影仪5和高清显示幕布6；其中，待测的图像感知系统7安装在自转台上；自转台2固定在姿态模拟转台1上；干扰光源3安装在自转台2的外壳上；高清投影仪5正对高清显示幕布6；姿态模拟转台1、自转台2、干扰光源3和高清投影仪5分别连接至工业控制计算机4。

本发明中高清投影仪5、姿态模拟转台1和高清显示幕布6三者之间的相对位置在仿真试验过程中不变化，这样不仅可以避免移动设备时带来的震动干扰还可以大大节省系统搭建空间。

高清投影仪放置于过高清显示幕布中心的轴线上，以使得投影出的图像不会变形，与高清显示幕布之间的距离决定于能否将图像在幕布上完全、清晰、并充分的显示出来。位于姿态模拟转台上的待测的图像感知系统放置于高清投影仪的左前侧，具体位置布置时，如图2所示，要参考高清投影仪的位置和待测的图像感知系统的视角θ大小并注意三点：1)在姿态变化的过程中，视场VF不能被高清投影仪遮挡；2)自身不能遮挡高清投影仪的投影线；3)当姿态变化到垂直于幕布时，视场不能越出幕布，并能留下一定的镜头在自身平台上转动的余量，余量的大小与摄像头在云台的最大转动量有关。

在垂直方向上，高清投影仪的投射中心点和待测图像感知系统摆正时候的视角中心点都在过幕布中心点的水平线上。

图像感知系统的自转和姿态在脱离载体后是实时变化的，图3为弹载图像感知系统在离开弹丸载体后，飞行下落过程的弹道二维图。t₀、t₁、t₂和t₃表示图像感知系统在飞行下落时域中的几个时间点以及ω₀、ω₁、ω₂和ω₃为对应时间点的自转角速度信息和姿态信息，其自转角速度在减旋装置的作用下越来越小，姿态在尾部配置降落伞的影响下逐渐垂直于地平面。在工业控制计算机中预先输入通过实际试验得到图像感知系统在离开弹丸载体后飞行下落过程的惯性测量单元得到的加速度、角速度信息，根据加速度、角速度信息和给定初始位置信息得到弹道信息：弹道图、自转时域信息和姿态变化时域信息，从弹道信息中提取出三维速度并存储。仿真试验开始后，由工业控制计算机完成对自转台和姿态模拟转台的实时控制以提供给待测的图像感知系统的实时自转、姿态变化。

图4为图像感知系统在3维空间内下落飞行时某一时刻的运动状态。图像感知系统的速度可以分为3个分量v_x、v_y、v_z，其中v_x和v_y分别为平行于地面的二维平面上的两个分速度；v_z为下落速度。在真实情况下，图像感知系统以三个速度分量在空间进行运动，根据“远小近大”的原理，上面搭载的摄像头视角所能够成像的视场区域和地面具体目标的成像大小都会发生变化。

为了模拟图像感知系统在三维空间运动时真实的目标图像捕捉，高清投影仪投影到幕布上的图像在时域上需进行预处理，主要是对图像进行放大和平移，模拟待测的图像采集系统与目标之间的相对运动。图5为高清显示幕布在时域上任意四个时刻的图像示意图。以目标，图像在工业控制计算机上经过。放大对应着实际中图像感知系统一直在下落的下落速度(v_z)，上下、左右平移对应着实际中图像感知系统在平行于地面的二维平面上的飞行的两个分速度(v_x和v_y)。上下、左右平移和放大的速率与图像感知系统在三维空间的运动的三个分速度速率都为正比关系，用式(1)表示。

式中，k₁、k₂、k₃为比例系数。

本实施例的图像毁伤评估半实物仿真系统的实现方法，包括以下步骤：

1)系统搭建，如图1所示：

a)将待测的图像感知系统安装在自转台上；

b)将自转台固定在姿态模拟转台上；

c)将干扰光源安装在自转台的外壳上；

d)将高清投影仪正对高清显示幕布；

e)将姿态模拟转台、自转台和高清投影仪分别连接至工业控制计算机；

2)仿真试验前准备：

a)获得仿真弹道数据：

i.通过实际试验，图像感知系统自身携带的惯性测量单元测量得到图像感知系统在离开弹丸载体后飞行下落过程中的弹道信息加速度和角速度信息；

ii.进一步根据加速度、角速度信息和给定初始位置信息得到弹道信息：弹道图、自转时域信息和姿态变化时域信息；

iii.将弹道信息存储至工业控制计算机中；

b)获得战场图像：

i.选择要投影的背景图像、打击目标图像和毁伤模型图像，模拟打击目标被打击毁伤后形成毁伤模型，毁伤模型图像为模拟打击目标被打击毁伤后形成的毁伤模型的图像；

ii.工业控制计算机通过获取背景图像的长宽、长宽边上的像素点个数建立坐标矩阵，以同样的方式建立打击目标图像和毁伤模型图像的坐标矩阵，打击目标图像和毁伤模型图像的大小可调；

iii.通过在工业控制计算机中以坐标的形式输入打击目标的中心点位于背景图像的位置，在背景图像上叠加打击目标图像得到毁伤前的战场图像，以及按照建立毁伤前的战场图像的同样方式，在背景图像上叠加毁伤模型图像得到毁伤后的战场图像，毁伤前的战场图像和毁伤后的战场图像构成战场图像，所选的打击目标图像和毁伤模型图像都不会溢出背景图像；

iv.输入毁伤时刻t_d；

设置投影的刷新频率，参考由待测的图像感知系统的采集频率决定，保证图片刷新频率远大于图像感知系统的采集频率，高清显示幕布上的图像认为是完全连续的；

c)添加自然干扰环境：

i.利工业控制计算机上选择是否添加自然环境干扰和选定干扰类型；干扰类型包括雨滴和烟雾；

ii.工业控制计算机通过先前选定的背景图像的大小和像素信息，创建出一个或多个干扰图层，一种干扰类型位于一个干扰图层上，再设置各个干扰类型的参数；比如雨滴干扰图层需要设置雨滴的大小和密度，烟雾干扰图层需要设定烟雾浓度、浓度随时间变化的关系和颜色，工业控制计算机立刻生成所需要的干扰图层；

iii.不同的干扰类型构建在不同的干扰图层上，雨滴效果是添加在整个干扰图层上的，并且雨滴干扰图层不随着战场图像进行放大、上下、左右平移处理；烟雾效果在干扰图层上通过像素坐标矩阵构建，需要根据坐标矩阵确定烟雾的中心和范围，并确定烟雾效果产生的时间点t_s，烟雾干扰图层需随着战场图像进行放大、上下、左右平移处理；

iv.不同的时间点出现在不同位置的不同烟雾效果通过新建干扰图层继续添加；利用图像合成处理技术，将干扰图层分别叠加在毁伤前的战场图像和毁伤后的战场图像上，干扰类型和战场图像分别位于不同的图层上，在同时添加雨滴和烟雾两种干扰类型的情况下，图层放置的层次顺序是：雨滴干扰图层、烟雾干扰图层、正常的战场图像图层，从而得到添加自然干扰环境的战场图像，以模拟出复杂战场环境；

3)仿真试验过程：

a)复杂战场环境下图像毁伤评估半实物仿真系统，位于暗室环境中，高清投影仪、姿态模拟转台和高清显示幕布三者之间的相对位置不变化；

b)工业控制计算机按照图像感知系统在离开弹丸载体后飞行下落过程中的姿态变化时域信息控制姿态模拟转台，并按照自转时域信息控制自转台，为待测的图像感知系统提供实时的姿态控制以及自转角速度，以真实的模拟待测的图像感知系统在离开弹丸后下落飞行过程中的自转和姿态变化；

c)工业控制计算机控制高清投影仪实时投影添加自然干扰环境的战场图像至高清显示幕布，以模拟复杂战场环境下的打击目标和毁伤模型；

d)依据“远小近大”原理，工业控制计算机根据弹道图对战场图像进行实时放大和平移，模拟待测的图像采集系统与目标之间的相对运动；并且，对毁伤前的战场图像和毁伤后的战场图像同时且相同的进行上下、左右平移和放大处理；

e)在毁伤时刻t_d，控制工业控制计算机控制高清投影仪投影的战场图像由毁伤前的战场图像切换到毁伤后的战场图像；

f)同时，干扰光源跟随待测的图像感知系统一同姿态变化，工业计算机控制干扰光源，在预设的工作时间，根据设定的亮度等级和不同亮度等级的持续时间提供强光，以模拟真实战场上的强光干扰；

g)待测的图像感知系统实时采集投影到高清显示幕布上的战场图像；

h)将采集的图像与原来的战场图像进行对比，判断待测的图像感知系统是否捕捉到毁伤时刻前后的目标，实现对待测的待测的图像感知系统在复杂战场环境下图像毁伤评估。

最后需要注意的是，公布实施例的目的在于帮助进一步理解本发明，但是本领域的技术人员可以理解：在不脱离本发明及所附的权利要求的精神和范围内，各种替换和修改都是可能的。因此，本发明不应局限于实施例所公开的内容，本发明要求保护的范围以权利要求书界定的范围为准。

Claims (10)

1.一种图像毁伤评估半实物仿真系统，其特征在于，所图像毁伤评估半实物仿真系统位于暗室环境中，包括：姿态模拟转台、自转台、干扰光源、工业控制计算机、高清投影仪和高清显示幕布；其中，待测的图像感知系统安装在自转台上；自转台固定在姿态模拟转台上；干扰光源安装在自转台的外壳上；高清投影仪正对高清显示幕布；干扰光源、姿态模拟转台、自转台和高清投影仪分别连接至工业控制计算机；工业控制计算机中预先输入有通过实际试验得到的图像感知系统在离开弹丸载体后飞行下落过程中的加速度和角速度信息以及战场图像，通过加速度、角速度信息和给定的初始位置得到弹道信息，弹道信息包括弹道图、自转时域信息和姿态变化时域信息；战场图像包括毁伤前的战场图像和毁伤后的战场图像，在背景图像上叠加打击目标图像得到毁伤前的战场图像，在背景图像上叠加毁伤模型图像得到毁伤后的战场图像；在仿真试验过程中，高清投影仪、姿态模拟转台和高清显示幕布三者之间的相对位置不变化；工业控制计算机按照图像感知系统在离开弹丸载体后飞行下落过程中的姿态变化时域信息控制姿态模拟转台，并按照自转时域信息控制自转台，为待测的图像感知系统提供实时的姿态控制以及自转角速度，以真实的模拟待测的图像感知系统在离开弹丸后下落飞行过程中的自转和姿态变化；工业控制计算机控制高清投影仪实时投影战场图像至高清显示幕布，以模拟打击目标和毁伤模型；依据“远小近大”原理，工业控制计算机根据弹道图对战场图像进行实时放大和平移，模拟待测的图像采集系统与目标之间的相对运动；并且，对毁伤前的战场图像和毁伤后的战场图像同时且相同的进行上下、左右平移和放大处理；在毁伤时刻，控制工业控制计算机控制高清投影仪投影的战场图像由毁伤前的战场图像切换到毁伤后的战场图像；进一步，利用图像合成处理技术，将干扰图层分别叠加到战场图像上，以模拟出复杂战场环境；干扰光源跟随待测的图像感知系统一同姿态变化，工业计算机控制干扰光源，在预设的工作时间，根据设定的亮度等级和相应的亮度等级的持续时间提供强光，以模拟真实战场上的强光干扰；待测的图像感知系统实时采集投影到高清显示幕布上的战场图像，将采集的图像与原来的战场图像进行对比，判断待测的图像感知系统是否捕捉到毁伤时刻前后的目标，实现对待测的图像感知系统在复杂战场环境下图像毁伤评估。

2.如权利要求1所述的图像毁伤评估半实物仿真系统，其特征在于，所述干扰光源采用连续可调可见光光源。

3.如权利要求1所述的图像毁伤评估半实物仿真系统，其特征在于，所述工业控制计算机对一种干扰类型位于创建一个干扰图层；干扰类型包括雨滴和烟雾；则干扰图层包括雨滴干扰图层和烟雾干扰图层。

4.如权利要求3所述的图像毁伤评估半实物仿真系统，其特征在于，所述工业控制计算机设置雨滴的大小和密度，然后按照设置的雨滴的大小和密度生成雨滴干扰图层；并且工业控制计算机设置烟雾浓度、浓度随时间变化的关系和颜色，然后生成烟雾干扰图层。

5.一种如权利要求1所述的图像毁伤评估半实物仿真系统的实现方法，其特征在于，所述实现方法包括以下步骤：

1) 系统搭建：

a) 将待测的图像感知系统安装在自转台上；

b) 将自转台固定在姿态模拟转台上；

c) 将干扰光源安装在自转台的外壳上；

d) 将高清投影仪正对高清显示幕布；

e) 将干扰光源、姿态模拟转台、自转台和高清投影仪分别连接至工业控制计算机；

2) 仿真试验前准备：

a) 获得仿真弹道数据：

通过实际试验得到的图像感知系统在离开弹丸载体后飞行下落过程中的加速度和角速度信息，通过加速度、角速度信息和给定的初始位置得到弹道信息，弹道信息包括弹道图、自转时域信息和姿态变化时域信息；

b) 获得战场图像：

在背景图像上叠加打击目标图像得到毁伤前的战场图像，以及按照建立毁伤前的战场图像的同样方式，在背景图像上叠加毁伤模型图像得到毁伤后的战场图像，毁伤前的战场图像和毁伤后的战场图像构成战场图像；并输入毁伤时刻以及设置投影的刷新频率；

c) 添加自然干扰环境：

利用图像合成处理技术，将干扰图层分别叠加在毁伤前的战场图像和毁伤后的战场图像上，从而得到添加自然干扰环境的战场图像，以模拟出复杂战场环境；

3) 仿真试验过程：

a) 复杂战场环境下图像毁伤评估半实物仿真系统，位于暗室环境中，高清投影仪、姿态模拟转台和高清显示幕布三者之间的相对位置不变化；

b) 工业控制计算机按照图像感知系统在离开弹丸载体后飞行下落过程中的姿态变化时域信息控制姿态模拟转台，并按照自转时域信息控制自转台，为待测的图像感知系统提供实时的姿态控制以及自转角速度，以真实的模拟待测的图像感知系统在离开弹丸后下落飞行过程中的自转和姿态变化；

c) 工业控制计算机控制高清投影仪实时投影添加自然干扰环境的战场图像至高清显示幕布，以模拟复杂战场环境下的打击目标和毁伤模型；

d) 依据“远小近大”原理，工业控制计算机根据弹道图对战场图像进行实时放大和平移，模拟待测的图像采集系统与目标之间的相对运动；并且，对毁伤前的战场图像和毁伤后的战场图像同时且相同的进行上下、左右平移和放大处理；

e) 在毁伤时刻，控制工业控制计算机控制高清投影仪投影的战场图像由毁伤前的战场图像切换到毁伤后的战场图像；

f) 同时，干扰光源跟随待测的图像感知系统一同姿态变化，工业计算机控制干扰光源，在预设的工作时间，根据设定的亮度等级和相应的亮度等级的持续时间提供强光，以模拟真实战场上的强光干扰；

g) 待测的图像感知系统实时采集投影到高清显示幕布上的战场图像；

h) 将采集的图像与原来的战场图像进行对比，判断待测的图像感知系统是否捕捉到毁伤时刻前后的目标，实现对待测的图像感知系统在复杂战场环境下图像毁伤评估。

6.如权利要求5所述的实现方法，其特征在于，在步骤2）的a）中获得仿真弹道数据，包括以下步骤：

i. 通过实际试验，图像感知系统自身携带的惯性测量单元测量得到图像感知系统在离开弹丸载体后飞行下落过程中的弹道信息加速度和角速度信息；

ii. 进一步根据加速度、角速度信息和给定初始位置信息得到弹道信息：弹道图、自转时域信息和姿态变化时域信息；

iii. 将弹道信息存储至工业控制计算机中。

7.如权利要求5所述的实现方法，其特征在于，在步骤2）的b）中获得战场图像，包括以下步骤：

i. 选择要投影的背景图像、打击目标图像和毁伤模型图像；

ii. 工业控制计算机通过获取背景图像的长宽、长宽边上的像素点个数建立坐标矩阵，以同样的方式建立打击目标图像和毁伤模型图像的坐标矩阵，打击目标图像和毁伤模型图像的大小可调；

iii. 通过在工业控制计算机中以坐标的形式输入打击目标的中心点位于背景图像的位置，在背景图像上叠加打击目标图像得到毁伤前的战场图像，以及按照建立毁伤前的战场图像的同样方式，在背景图像上叠加毁伤模型图像得到毁伤后的战场图像，毁伤前的战场图像和毁伤后的战场图像构成战场图像，所选的打击目标图像和毁伤模型图像都不会溢出背景图像；

iv. 输入毁伤时刻t_d；

v. 设置投影的刷新频率，由待测的图像感知系统的采集频率决定，保证投影的刷新频率远大于图像感知系统的采集频率，高清显示幕布上的图像认为是完全连续的。

8.如权利要求5所述的实现方法，其特征在于，在步骤2）的c）中添加自然干扰环境，包括以下步骤：

i. 工业控制计算机上选择是否添加自然环境干扰和选定干扰类型；干扰类型包括雨滴和烟雾；

ii. 工业控制计算机通过先前选定的背景图像的大小和像素信息，创建出一个或多个干扰图层，一种干扰类型位于一个干扰图层上，再设置各个干扰类型的参数；

iii. 不同的干扰类型构建在不同的干扰图层上，雨滴效果是添加在整个干扰图层上的，并且雨滴干扰图层不随着战场图像进行放大、上下和左右平移处理；烟雾在干扰图层上通过像素坐标矩阵构建，需要根据坐标矩阵确定烟雾的中心和范围，并确定烟雾效果产生的时间点t_s，烟雾干扰图层需随着战场图像进行放大、上下和左右平移处理；

iv. 不同的时间点出现在不同位置的不同烟雾效果通过新建干扰图层继续添加；

v. 利用图像合成处理技术，将干扰图层分别叠加在毁伤前的战场图像和毁伤后的战场图像上，在同时添加雨滴和烟雾两种干扰类型的情况下，图层放置的层次顺序是：雨滴干扰图层、烟雾干扰图层和战场图像图层，从而得到添加自然干扰环境的战场图像，以模拟出复杂战场环境。

9.如权利要求8所述的实现方法，其特征在于，在步骤ii中，各个干扰类型的参数包括：雨滴效果图层需要设置雨滴的大小和密度，烟雾效果图层需要设定烟雾浓度、浓度随时间变化的关系和颜色。

10.如权利要求8所述的实现方法，其特征在于，在步骤iv中，在同时添加雨滴和烟雾两种干扰类型的情况下，图层放置的层次顺序是：雨滴效果干扰图层、烟雾效果干扰图层、正常的战场图像图层，从而得到添加自然干扰环境的战场图像，以模拟出复杂战场环境。

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