CN113591323B - 嵌入式图像动态场景仿真成像系统及方法 - Google Patents
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Abstract
嵌入式图像动态场景仿真成像系统及方法，属于光电成像领域，包括被测试红外系统；计算机图像生成器，包括目标及背景特性数据、红外场景仿真软件、仿真控制中心和系统分析评估软件，目标及背景特性数据由目标模型数据库和背景特征数据库组成，红外场景仿真软件生成红外场景仿真序列图像，仿真控制中心控制仿真的进程和协调各部分软件的运行，系统分析评估软件评估被测试红外系统的信息处理能力及跟踪算法的动态性能；红外注入仿真器将红外场景仿真序列图像注入被测试红外系统中。本发明用于测试与评估光电对抗设备及装备的信息处理能力及跟踪算法的动态性能，支持半物理的综合实验，可实现图像处理中的图像处理算法验证的最佳效果。
Description
技术领域
本发明属于光电成像技术领域，具体涉及一种嵌入式图像动态场景仿真成像系统及方法。
背景技术
近些年的光电对抗设备及装备得到了飞跃式的发展，同时这些光电对抗设备及装备都必须具备图像识别、跟踪及处理能力。而图像处理系统作为图像识别、跟踪及处理的重要系统，在光电对抗设备及装备中发挥着重要的作用，而图像处理系统中的图像处理算法又成为重中之重。图像处理算法的处理能力如何，直接决定了光电对抗设备及装备对目标的识别、跟踪能力。
现有对于图像处理算法的验证方法是在整个光电对抗设备及装备完成后，在不同的环境下、不同背景下的不同目标，逐一进行验证。
现有图像处理算法的验证方法存在以下缺点：
一、图像处理算法的验证要在整个光电对抗系统完成之后，不能进行前期仿真验证，影响任务周期。
二、很难对在不同的环境下、不同背景下的不同目标，逐一进行验证。环境和背景因素，不由人为决定；不同目标，也不完全由人为决定。
截至目前，还未见相关的适用于图像评估的嵌入式图像动态场景仿真成像系统的发明和研究。
发明内容
为了克服现有光电对抗设备及装备中图像处理系统中的图像处理算法验证方案存在的不能进行前期仿真验证从而影响任务周期、无法进行不同环境不同背景下的不同目标的逐一验证的问题，本发明提供一种嵌入式图像动态场景仿真成像系统及方法。
本发明为解决技术问题所采用的技术方案如下：
本发明的一种嵌入式图像动态场景仿真成像系统，包括：
被测试红外系统，采用光电对抗系统内部的图像处理系统；
计算机图像生成器，包括目标及背景特性数据、红外场景仿真软件、仿真控制中心和系统分析评估软件，所述目标及背景特性数据由目标模型数据库和背景特征数据库组成，所述红外场景仿真软件用于生成红外场景仿真序列图像，所述仿真控制中心用于控制仿真的进程和协调各部分软件的运行，所述系统分析评估软件用于测试、分析与评估被测试红外系统的信息处理能力及跟踪算法的动态性能；
红外注入仿真器，用于按照被测试红外系统的通讯接口及通讯协议要求、工作帧周期、红外场景数据流格式及实时性要求，将红外场景仿真序列图像注入到被测试红外系统中。
进一步的，所述目标模型数据库包括目标的红外特性仿真模型、目标的三维集合模型和目标的红外辐射特性分布模型；所述背景特征数据库包括不同时间、不同季节、不同观测波段及不同观测角条件下的背景红外图像及相应模型。
进一步的，所述计算机图像生成器采用工业计算机。
进一步的，所述红外注入仿真器采用DSP数字电路。
本发明的一种嵌入式图像动态场景仿真成像方法，主要包括以下步骤：
(1)根据设定的场景，调用目标及背景特性数据中的目标模型、背景特性，发送给红外场景仿真软件；
(2)根据设定的场景和接收到的目标模型、背景特性及被测试红外系统参数，通过红外场景仿真软件生成红外场景仿真序列图像文件，发送给仿真控制中心；
(3)仿真控制中心控制仿真的进程和协调各部分软件的运行，通过红外注入仿真器按照被测试红外系统的通讯接口及通讯协议要求、工作帧周期、红外场景数据流格式及实时性要求，将红外场景仿真序列图像注入到被测试红外系统中；
(4)仿真控制中心向被测试红外系统发送系统状态、控制命令数据，被测试红外系统向仿真控制中心发送仿真指令、采集图像数据；
(5)仿真控制中心将接收到的图像及数据发送给系统分析评估软件，通过系统分析评估软件测试、分析与评估被测试红外系统的信息处理能力及跟踪算法的动态性能。
本发明的有益效果是：
本发明提供了一种嵌入式图像动态场景仿真成像方法，通过仿真空中红外点目标和面目标的红外图像信号，以电信号的形式注入光电对抗设备及装备的系统实物，主要用于测试与评估光电对抗设备及装备的图像处理系统的信息处理能力及跟踪算法的动态性能，包括探测概率、捕获概率、动态目标提取能力、抗干扰能力等，支持半物理的综合实验。
本发明提供了一种嵌入式图像动态场景仿真成像系统，体积小巧，重量轻，可靠实用，装调简单，可以实现图像处理中的图像处理算法验证的最佳效果。
附图说明
图1为本发明的一种嵌入式图像动态场景仿真成像系统的组成示意图。
图中：1、计算机图像生成器，1-1、目标及背景特性数据，1-2、红外场景仿真软件，1-3、仿真控制中心，1-4、系统分析评估软件，2、红外注入仿真器，3、被测试红外系统。
具体实施方式
如图1所示，本发明的一种嵌入式图像动态场景仿真成像系统，主要包括：计算机图像生成器1、红外注入仿真器2、被测试红外系统3。其中，计算机图像生成器1主要包括目标及背景特性数据1-1、红外场景仿真软件1-2、仿真控制中心1-3和系统分析评估软件1-4。
计算机图像生成器1和红外注入仿真器2通过电缆连接，红外注入仿真器2和被测试红外系统3通过电缆连接。
目标及背景特性数据1-1、红外场景仿真软件1-2、仿真控制中心1-3、系统分析评估软件1-4以软件形式安装在计算机图像生成器1中。
其中，计算机图像生成器1采用工业计算机，目标及背景特性数据1-1采用编程实现包括天空、道路、建筑物等背景和包括战斗机、导弹等目标，目标及背景特性数据1-1主要由目标模型数据库和背景特征数据库组成，其中，目标模型数据库包括目标的红外特性仿真模型、目标的三维集合模型和目标的红外辐射特性分布模型，背景特征数据库包括不同时间、不同季节、不同观测波段及不同观测角条件下的天空、道路、建筑物等背景的红外图像及相应模型。
红外场景仿真软件1-2采用编程实现将目标模型、背景特性、被测试红外系统3参数集成生成红外场景仿真序列图像。
仿真控制中心1-3采用编程实现控制仿真的进程和协调各部分软件的运行。
系统分析评估软件1-4采用编程实现用于测试、分析与评估被测试红外系统3的信息处理能力及跟踪算法的动态性能。
红外注入仿真器2采用DSP数字电路，包括与被测试红外系统3数字输入格式一致的通讯接口及通讯协议，例如光纤接口、LVDS接口、DLink接口等。
被测试红外系统3为光电对抗设备及装备内部被测试的图像处理系统。
本发明的一种嵌入式图像动态场景仿真成像方法，是基于上述的一种嵌入式图像动态场景仿真成像系统实现的，其工作原理如下：
目标及背景特性数据1-1主要由目标模型数据库和背景特征数据库组成，其中，目标模型数据库包括目标的红外特性仿真模型、目标的三维集合模型和目标的红外辐射特性分布模型，背景特征数据库包括不同时间、不同季节、不同观测波段及不同观测角条件下的天空、道路、建筑物等背景的红外图像及相应模型。
首先根据设定的场景，调用目标及背景特性数据1-1中的目标、背景等辐射模型，发送给红外场景仿真软件1-2；
根据设定的场景和接收到的目标、背景等辐射模型以及被测试红外系统3的传感器模型等数据，通过红外场景仿真软件1-2生成所需的红外场景仿真序列图像文件，发送给仿真控制中心1-3；
仿真控制中心1-3控制仿真的进程和协调各部分软件的运行，通过红外注入仿真器2按照被测试红外系统3的通讯接口及通讯协议要求、工作帧周期、红外场景数据流格式及实时性要求，将红外场景仿真序列图像注入到被测试红外系统3中；
同时，仿真控制中心1-3向被测试红外系统3发送系统状态、控制命令等数据，被测试红外系统3向仿真控制中心1-3发送仿真指令、采集图像等数据；
仿真控制中心1-3将接收到的图像及数据发送给系统分析评估软件1-4，系统分析评估软件1-4测试、分析与评估被测试红外系统3的信息处理能力及跟踪算法的动态性能，具体包括探测概率、捕获概率、动态目标提取能力、抗干扰能力等。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (4)
1.嵌入式图像动态场景仿真成像系统，其特征在于，包括：
被测试红外系统(3)，采用光电对抗系统内部的图像处理系统；
计算机图像生成器(1)，包括目标及背景特性数据(1-1)、红外场景仿真软件(1-2)、仿真控制中心(1-3)和系统分析评估软件(1-4)，所述目标及背景特性数据(1-1)由目标模型数据库和背景特征数据库组成，所述红外场景仿真软件(1-2)用于生成红外场景仿真序列图像，所述仿真控制中心(1-3)用于控制仿真的进程和协调各部分软件的运行，所述系统分析评估软件(1-4)用于测试、分析与评估被测试红外系统(3)的信息处理能力及跟踪算法的动态性能；
红外注入仿真器(2)，用于按照被测试红外系统(3)的通讯接口及通讯协议要求、工作帧周期、红外场景数据流格式及实时性要求，将红外场景仿真序列图像注入到被测试红外系统(3)中；
所述目标模型数据库包括目标的红外特性仿真模型、目标的三维集合模型和目标的红外辐射特性分布模型；所述背景特征数据库包括不同时间、不同季节、不同观测波段及不同观测角条件下的背景红外图像及相应模型。
2.根据权利要求1所述的嵌入式图像动态场景仿真成像系统，其特征在于，所述计算机图像生成器(1)采用工业计算机。
3.根据权利要求1所述的嵌入式图像动态场景仿真成像系统，其特征在于，所述红外注入仿真器(2)采用DSP数字电路。
4.如权利要求1至3中任意一项所述的嵌入式图像动态场景仿真成像系统的仿真成像方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一、根据设定的场景，调用目标及背景特性数据(1-1)中的目标模型、背景特性，发送给红外场景仿真软件(1-2)；
步骤二、根据设定的场景和接收到的目标模型、背景特性及被测试红外系统(3)参数，通过红外场景仿真软件(1-2)生成红外场景仿真序列图像文件，发送给仿真控制中心(1-3)；
步骤三、仿真控制中心(1-3)控制仿真的进程和协调各部分软件的运行，通过红外注入仿真器(2)按照被测试红外系统(3)的通讯接口及通讯协议要求、工作帧周期、红外场景数据流格式及实时性要求，将红外场景仿真序列图像注入到被测试红外系统(3)中；
步骤四、仿真控制中心(1-3)向被测试红外系统(3)发送系统状态、控制命令数据，被测试红外系统(3)向仿真控制中心(1-3)发送仿真指令、采集图像数据；
步骤五、仿真控制中心(1-3)将接收到的图像及数据发送给系统分析评估软件(1-4)，通过系统分析评估软件(1-4)测试、分析与评估被测试红外系统(3)的信息处理能力及跟踪算法的动态性能。
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Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20110044530A (ko) * | 2009-10-23 | 2011-04-29 | 한국항공대학교산학협력단 | 임베디드 시스템의 신뢰성 평가를 위한 시뮬레이션 커널을 이용하는 오류주입시험 장치 및 오류주입시험 방법 |
| CN103186906A (zh) * | 2011-12-28 | 2013-07-03 | 中国科学院沈阳自动化研究所 | 一种海天背景下多类目标的红外动态场景实时仿真方法 |
| CN109856994A (zh) * | 2019-02-26 | 2019-06-07 | 西北工业大学 | 一种基于光纤传输的红外图像注入式仿真系统及方法 |
| KR20200095316A (ko) * | 2019-06-27 | 2020-08-10 | 한화시스템 주식회사 | 이종센서 영상탐색기 시험평가를 위한 hils 시스템 |
| CN111880438A (zh) * | 2020-08-21 | 2020-11-03 | 航天科工微电子系统研究院有限公司 | 一种基于双/多基sar成像的半实物仿真系统 |
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Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20110044530A (ko) * | 2009-10-23 | 2011-04-29 | 한국항공대학교산학협력단 | 임베디드 시스템의 신뢰성 평가를 위한 시뮬레이션 커널을 이용하는 오류주입시험 장치 및 오류주입시험 방법 |
| CN103186906A (zh) * | 2011-12-28 | 2013-07-03 | 中国科学院沈阳自动化研究所 | 一种海天背景下多类目标的红外动态场景实时仿真方法 |
| CN109856994A (zh) * | 2019-02-26 | 2019-06-07 | 西北工业大学 | 一种基于光纤传输的红外图像注入式仿真系统及方法 |
| KR20200095316A (ko) * | 2019-06-27 | 2020-08-10 | 한화시스템 주식회사 | 이종센서 영상탐색기 시험평가를 위한 hils 시스템 |
| CN111880438A (zh) * | 2020-08-21 | 2020-11-03 | 航天科工微电子系统研究院有限公司 | 一种基于双/多基sar成像的半实物仿真系统 |
Non-Patent Citations (4)
| Title |
|---|
| 基于信号注入的红外热像生成系统;王学伟, 沈同圣, 周晓东;红外与激光工程;20031225(06);全文 * |
| 注入式红外捕获跟踪仿真关键技术研究;党东妮;高卫;孙奕帆;;激光与红外;20130820(08);全文 * |
| 红外场景产生技术及应用研究;林丹丹;林宇;张晋;杜欣悦;张若岚;董明礼;黄思佳;;红外技术;20180223(02);全文 * |
| 红外成像制导导弹激光压制干扰数学仿真评估方法分析;李华;秦石乔;贾宏进;王省书;雷兵;赵宏鹏;;红外技术;20060928(09);全文 * |
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