CN217210911U - 一种远距离运动目标模拟系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于目标跟踪监测识别技术领域，具体涉及一种远距离运动目标模拟系统，该系统包括花岗岩基座及固定架、回转臂、伺服电机、平行光管。水平方向(360°×n)转动系统，固定架为门式结构，固定于花岗岩基座上面，转动臂与固定架通过伺服电机相连，在转台的两端分别固定一个平行光管，保证系统平衡。转动臂随着伺服电机的转动而转动，将被测系统置于转动臂的回转中心处，可实现对被测系统动态性能指标的检测。所述目标模拟系统，通过对不同速度的远距离运动目标的模拟，实现了光电跟踪设备对远距离运动目标的识别、角位置精度、最小跟踪速度、稳定跟踪速度及自动跟踪精度等动态性能的检测。该系统操作简单，测试方便，具有高稳定性、不易变形、热稳定性高等优点。

Description

一种远距离运动目标模拟系统

技术领域

本实用新型属于目标跟踪监测识别技术领域，具体涉及一种远距离运动目标模拟系统，可实现光电跟踪设备对远距离运动目标动态性能的检测。

背景技术

随着科技的发展，目标模拟系统在光学系统的校验，检测中的用途日益广泛。例如，在红外热图像序列中，对远距离运动目标的检测具有重要的军事和民用价值。但传统的目标模拟系统局限于单一的无限远目标模拟或者有限远目标模拟，所以当检测中需要无限远距离的运动目标时就会遇到许多不便。

目前，光电跟踪设备动态性能指标的测试方法有试验室和外场两种条件下的测试。在试验室采用移动光靶，设定一个预期的速度，光电跟踪设备自动跟踪移动光靶投影到墙面的光斑，因试验室场地等因素限制，这种测试方法在移动光靶速度快时，因场地有限容易出现跟踪目标丢失的现象。在外场条件测试时，也存在诸多问题：①市区内满足测试要求的场地比较难找，需要花费大量时间；②检测过程受天气变化影响很大，雨雪天气无法开展工作，从而拖延了正常的产品检验进度；③动态性能检测过程中受周围车辆目标干扰比较大，整个检测过程时间耗费比较大，试验成本非常高。

实用新型内容

(一)要解决的技术问题

本实用新型要解决的技术问题是：如何提供一种远距离运动目标模拟系统，要求该系统不仅可以模拟远距离的静止目标，也可以模拟运动目标。

(二)技术方案

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种远距离运动目标模拟系统，所述远距离运动目标模拟系统包括：花岗岩基座1、门式固定架12、方位转动臂31、伺服电机4、第一平行光管5、第二平行光管6；

所述门式固定架12固定在花岗岩基座1上表面；所述门式固定架12包括上部横梁和位于横梁两端且垂向设置的支撑脚；

所述方位转动臂31包括中部水平杆部以及位于中部水平杆部两端且朝向外侧斜向延伸的两个安装用端部，所述中部水平杆部及两个安装用端部为一体式形成；所述中部水平杆部通过伺服电机4连接在门式固定架12的上部横梁上；即，伺服电机4与门式固定架12的连接点位于门式固定架12上部横梁的中部；

且，伺服电机4与方位转动臂31中部水平杆部的连接点位于方位转动臂31中部水平杆部的中部；方位转动臂31在伺服电机4的驱动下进行水平方向的回转；

所述第一平行光管5及第二平行光管6分别置于方位转动臂31两端的两个安装用端部，以保持方位转动臂31的平衡。

其中，所述花岗岩基座1长3m，宽2m，高2m。

其中，所述门式固定架12为花岗岩材质的门式框架。

其中，所述门式固定架12高2m，两支撑脚之间的距离为2.5m。

其中，所述门式固定架12和花岗岩基座1通过螺栓固定。

其中，所述方位转动臂3的旋转半径为1m，旋转速度在0～120°/s。

其中，所述方位转动臂3的最大调转角加速度在0～360°/s2可调，以满足被测试产品的需要。

其中，所述伺服电机4的旋转速度在0～120°/s。

其中，所述第一平行光管5及第二平行光管6采用二次反射镜与离轴抛物面镜构成的反射式平行光管。

其中，所述第一平行光管5及第二平行光管6的光谱范围为0.38～1.1um，有效口径120mm，视场1°，焦距960mm，方位角速度范围0.005°/s～120°/s。

(三)有益效果

与现有技术相比较，本实用新型根据被测对象跟踪目标特性，按照测试要求建立运动目标，目标运动速度可调。通过被测对象对运动目标的跟踪计算出跟踪精度。从而实现光电跟踪设备对远距离运动目标的识别、角位置精度、最小跟踪速度、稳定跟踪速度及自动跟踪精度等动态性能指标的检测。

本实用新型具备如下有益效果：

(1)生成的目标清晰，跟踪稳定。

(2)可以模拟远距离运动目标，因此可用于运动状态下的远距离目标的识别、跟踪速度、加速度及跟踪精度等动态参数的检测。

(3)能及时得到试验数据，反馈产品状态，测试效率高。

附图说明

图1是本实用新型水平方向的远距离运动目标模拟系统原理图。

其中，1-花岗岩基座；12-门式固定架；31-方位转动臂；4-伺服电机；5-第一平行光管；6-第二平行光管。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、内容、和优点更加清楚，下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种远距离运动目标模拟系统，如图1所示，所述远距离运动目标模拟系统包括：花岗岩基座1、门式固定架12、方位转动臂31、伺服电机4、第一平行光管5、第二平行光管6；

所述门式固定架12固定在花岗岩基座1上表面；所述门式固定架12包括上部横梁和位于横梁两端且垂向设置的支撑脚；

所述方位转动臂31包括中部水平杆部以及位于中部水平杆部两端且朝向外侧斜向延伸的两个安装用端部，所述中部水平杆部及两个安装用端部为一体式形成；所述中部水平杆部通过伺服电机4连接在门式固定架12的上部横梁上；即，伺服电机4与门式固定架12的连接点位于门式固定架12上部横梁的中部；

且，伺服电机4与方位转动臂31中部水平杆部的连接点位于方位转动臂31中部水平杆部的中部；方位转动臂31在伺服电机4的驱动下进行水平方向的回转；

所述第一平行光管5及第二平行光管6分别置于方位转动臂31两端的两个安装用端部，以保持方位转动臂31的平衡。

其中，所述花岗岩基座1长3m，宽2m，高2m。

其中，所述门式固定架12为花岗岩材质的门式框架。

其中，所述门式固定架12高2m，两支撑脚之间的距离为2.5m。

其中，所述门式固定架12和花岗岩基座1通过螺栓固定。

其中，所述方位转动臂3的旋转半径为1m，旋转速度在0～120°/s。

其中，所述方位转动臂3的最大调转角加速度在0～360°/s2可调，以满足被测试产品的需要。

其中，所述伺服电机4的旋转速度在0～120°/s。

其中，所述第一平行光管5及第二平行光管6采用二次反射镜与离轴抛物面镜构成的反射式平行光管。

其中，所述第一平行光管5及第二平行光管6的光谱范围为0.38～1.1um，有效口径120mm，视场1°，焦距960mm，方位角速度范围0.005°/s～120°/s。

在目标经过系统中的第一平行光管5后，即可直接进入被测系统的视场。由于伺服电机4的作用，方位转动臂3发生转动，此时将被测系统置于转动臂的回转中心位置，就可以实现对被测系统动态性能的检测。

实现本实用新型技术方案的过程中，从以下几个步骤实施：

(1)目标模拟系统研制。

为实现具有可见、红外功能且重量轻的目标模拟系统，系统采用非球面反射镜。照明光源采用卤钨灯照明，以便减轻重量。分划板采用红外、可见两用分划板，从而可实现可见光目标、红外目标两种目标的模拟。

(2)带动目标回转臂研制。

电机带动回转臂转动，同时带动回转臂上的平行光管随之转动达到模拟目标转动的目的。利用步进电机做执行元件，将脉冲信号转换成角度位移，输入一个脉冲，电机就前进一步即转过一个步距角。当脉冲频率小于最大不失步频率时，电机可实现不失步转动。

(3)目标运动控制系统研制。

为了使得电机运转平稳，需要在电机所带动的旋转臂上增加配平装置，以尽量减小电机带动旋转臂旋转时的不平衡力矩对旋转臂旋转时的不平滑性。旋转速度控制采用技术成熟的单片机控制技术，其主要负责产生电机转动所需要的步进脉冲，且负责处理控制命令信号。

(4)数据采集及处理系统研制。

数据接收与译码模块完成编码器输出信号的实时采集，并将其译码为相应的角度值，为了减少显示延时，采用查表法进行角度译码，LED驱动模块完成对LED数码管组的显示驱动。

综上，本发明公开的远距离运动目标模拟系统主要由控制箱、转动臂、底座、平行光管(带可见/红外及分划板)、伺服控制系统等构成。所述固定架固定在花岗岩基座上面，所述转动臂与固定架通过伺服电机相连，对于水平方向转动系统，在转动臂的两端分别放置一个平行光管，保证系统平衡；所述转动臂随着伺服电机的转动而转动，将被测系统置于转动臂的回转中心位置，就可以实现对被测系统动态性能的检测。

实施例1

结合图1，本实施例的远距离运动目标模拟系统，包括花岗岩基座1、门式固定架12、方位转动臂13、伺服电机4、第一平行光管5、第二平行光管6；

所述门式固定架12固定在花岗岩基座1上面，其中，花岗岩基座1长3m，宽2m，高2m；所述门式固定架12就是花岗岩的门式框架，高2m，两脚之间的距离为2.5m，门式固定架12和花岗岩基座1通过螺栓固定。

所述方位转动臂3与门式固定架12通过伺服电机4相连，其中，所述方位转动臂3的旋转半径为1m，旋转速度在0～120°/s，最大调转角加速度在0～360°/s2可调，以满足被测试产品的需要。所述伺服电机4的旋转速度在0～120°/s。

所述第一平行光管5及第二平行光管6分别置于转动臂3的两端，以保持转动臂的平衡。所述第一平行光管5及第二平行光管6采用了二次反射镜与离轴抛物面镜构成的反射式平行光管，其光谱范围为0.38～1.1um，有效口径120mm，视场1°，焦距960mm，方位角速度范围0.005°/s～120°/s。

本实用新型是一种应用于光电跟踪设备动态特性的远距离运动目标模拟系统，以下是对某型号的光电跟踪设备的动态性能指标测试的实施例，实施步骤如下：

步骤一：连接好各个电源线，将被测产品放置在测试台下，调整产品回转中心与测试台中心基本重合，开启电源，使测试仪器与被测产品处于工作状态；

步骤二：在控制计算机上进行操作，进入检测设备设置状态，并设置检测设备在低速下运转，设定运动速度在2°/s左右，然后操作检测设备进行工作，并使被测产品的回转中心与测试台中心的重合，如发现二者不重合时可对被测设备进行调整。重复上述操作直到二者中心重合为止。

步骤三：按照产品的验收条件，在控制计算机上操作，进入检测设备设置状态，并依照检测条件设置检测设备，使检测设备运转，并使被测产品开始工作，此时可检查被测产品的运动特性是否与测试设备运动特性是否一致。

步骤四：检测工作完成后，依次关闭设备各个电源。

采用本实用新型技术方案，角速度精度为0.01°/s，自动跟踪精度≤5％。

综上，本实用新型公开了一种应用于光电跟踪设备动态特性远距离运动目标模拟系统，包括花岗岩基座及固定架、回转臂、伺服电机、平行光管。水平方向(360°×n)转动系统，固定架为门式结构，固定于花岗岩基座上面，转动臂与固定架通过伺服电机相连，在转台的两端分别固定一个平行光管，保证系统平衡；转动臂随着伺服电机的转动而转动，将被测系统置于转动臂的回转中心处，可实现对被测系统动态性能指标的检测。所述目标模拟系统，通过对不同速度的远距离运动目标的模拟，实现了光电跟踪设备对远距离运动目标的识别、角位置精度、最小跟踪速度、稳定跟踪速度及自动跟踪精度等动态性能的检测。该系统操作简单，测试方便，具有高稳定性、不易变形、热稳定性高等优点。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种远距离运动目标模拟系统，其特征在于，所述远距离运动目标模拟系统包括：花岗岩基座(1)、门式固定架(12)、方位转动臂(31)、伺服电机(4)、第一平行光管(5)、第二平行光管(6)；

所述门式固定架(12)固定在花岗岩基座(1)上表面；所述门式固定架(12)包括上部横梁和位于横梁两端且垂向设置的支撑脚；

所述方位转动臂(31)包括中部水平杆部以及位于中部水平杆部两端且朝向外侧斜向延伸的两个安装用端部，所述中部水平杆部及两个安装用端部为一体式形成；所述中部水平杆部通过伺服电机(4)连接在门式固定架(12)的上部横梁上；即，伺服电机(4)与门式固定架(12)的连接点位于门式固定架(12)上部横梁的中部；

且，伺服电机(4)与方位转动臂(31)中部水平杆部的连接点位于方位转动臂(31)中部水平杆部的中部；方位转动臂(31)在伺服电机(4)的驱动下进行水平方向的回转；

所述第一平行光管(5)及第二平行光管(6)分别置于方位转动臂(31)两端的两个安装用端部，以保持方位转动臂(31)的平衡。

2.如权利要求1所述的远距离运动目标模拟系统，其特征在于，所述花岗岩基座(1)长3m，宽2m，高2m。

3.如权利要求1所述的远距离运动目标模拟系统，其特征在于，所述门式固定架(12)为花岗岩材质的门式框架。

4.如权利要求3所述的远距离运动目标模拟系统，其特征在于，所述门式固定架(12)高2m，两支撑脚之间的距离为2.5m。

5.如权利要求3所述的远距离运动目标模拟系统，其特征在于，所述门式固定架(12)和花岗岩基座(1)通过螺栓固定。

6.如权利要求1所述的远距离运动目标模拟系统，其特征在于，所述方位转动臂(31)的旋转半径为1m，旋转速度在0～120°/s。

7.如权利要求1所述的远距离运动目标模拟系统，其特征在于，所述方位转动臂(31)的最大调转角加速度在0～360°/s2可调，以满足被测试产品的需要。

8.如权利要求1所述的远距离运动目标模拟系统，其特征在于，所述伺服电机(4)的旋转速度在0～120°/s。

9.如权利要求1所述的远距离运动目标模拟系统，其特征在于，所述第一平行光管(5)及第二平行光管(6)采用二次反射镜与离轴抛物面镜构成的反射式平行光管。

10.如权利要求9所述的远距离运动目标模拟系统，其特征在于，所述第一平行光管(5)及第二平行光管(6)的光谱范围为0.38～1.1um，有效口径120mm，视场1°，焦距960mm，方位角速度范围0.005°/s～120°/s。

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