机载红外搜索跟踪系统仿真测试平台设计
发布时间：2021-01-14 13:53
针对机载IRST系统具有大视场、高空间分辨率、高扫描速度的3项技术指标特点,设计了一种单元化结构的新型IRST仿真测试平台,解决了传统仿真系统无法同时满足该3项技术指标要求的难题。仿真测试平台由仿真中心、激励器、仿真器和显控终端共4个单元构成,具有5种工作方式。激励器采用基于时间序列的面阵场景发生方法,将大视场、高分辨率的仿真场景分割成序列化小视场、标准分辨率的面阵场景;采用光纤网络将面阵场景的视频信号和时序信息同时发送到仿真器,仿真器根据工作方式采用不同的处理方法对视频信号进行处理。测试结果表明,仿真测试平台能够仿真真实机载IRST系统的综合性能、工作方式和接口方式,现已经应用于航电任务软件的联试和航电系统的性能测试。
【文章来源】：电光与控制. 2019,26(08)北大核心
【文章页数】：6 页
【部分图文】：
ＲST仿真测试平台结构图Fig．1TheconfigurationdiagramoftheIＲST
匣??IＲST系统工作状态下观瞄特征的动态仿真场景。激励器响应仿真器的视场光轴控制信息和工作方式设置控制信息，采用基于时间序列的面阵场景发生方法，产生空对空特征的视频信号，即红外目标、天空背景、干扰源等动态仿真场景视频;同时，激励器将仿真场景转换成序列化视频信号，并将视频信号和当前帧时序信息通过光纤网络发送给仿真器。3．2．1激励器硬件设计激励器硬件由高性能图形工作站组成，内部配置高性能图像发生卡、网络通讯卡、光纤网络通讯卡和串口通讯卡。激励器硬件组成如图2所示。图2激励器硬件组成Fig．2Thehardwarestructureoftheactuator3．2．2激励器软件设计激励器软件按照功能可划分为图像发生、视频输出、网络通讯、串口通讯4大模块。软件设计采用VC++开发环境进行集成开发，各模块功能由对应功能软件设计实现。图像发生模块采用Vega仿真平台开发，可实现高逼真度的红外特征图像生成［11］。基于时间序列的面阵场景发生是激励器软件设计的重点。通过激励器软件生成的基于时间序列的面阵场景发生窗口布局如图3所示。基于时间序列的面阵场景发生窗口采用2×9的面阵场景发生方式，在大区探测和大区搜跟工作方式下，模拟产生60°×10°视场的对空点目标特征仿真场景，每个窗口视场大小为6．7°×5°，每个窗口视点位置相同，朝向彼此相邻，无缝且无重合地完全覆盖60°×10°视场;在小区探测和小区搜跟工作方式下，模拟产生15°×5°视场的对空点目标特征仿真场景，每个窗口视场大小为1．7°×2．5°，每个窗口视点位置相同，朝向彼此相邻，无缝且无重合地完全覆盖15°×5°视场。
图4仿真器硬件构型Fig．4Thehardwarestructureoftheemulator3．3．2仿真器软件信息流仿真器软件基于VxWorks嵌入式实时操作系统开发，软件设计信息流如图5所示。图5仿真器软件设计信息流Fig．5Theinformationflowoftheemulatorsoftware流程描述如下。1)仿真器接收激励器发送的仿真场景视频信号和当前帧的时序信息。2)在大区探测、小区探测、大区搜跟、小区搜跟工作方式下，保持18幅帧图像信息的缓存空间，采用“进一退一”的方式对相邻的18幅帧图像信息按照时间进行排序，即每接收一帧视频信号，就将已经排序完成的帧视频信号退出缓存空间。3)在大区探测、小区探测工作方式下，对排序后的图像进行多目标探测。目标探测信息首先得到多目标相对图像中心的像素偏移量，根据光轴控制信息和工作方式设置信息，计算得到各探测目标的方位、俯仰信息，通过1553B总线上报至显控终端。同时，根据帧时序信息，将处理后的18幅帧图像拼接还原成全视场场景图像，进行压缩后以DVI视频方式发送至显控终端的图像显示器。4)在大区搜跟、小区搜跟工作方式下，对排序后的图像进行多目标探测和建航。目标探测信息首先得到多目标相对图像中心的像素偏移量，根据光轴控制信息和工作方式设置信息，计算得到各探测目标的方位、俯仰信息，并通过多目标建航算法，建立多目标航迹信息，通过1553B总线上报至显控终端。同时，根据帧时序信息，将处理后的18幅面阵视频拼接还原成全视场场景图像，进行压缩后以DVI视频方式发送至显控终端的图像显示器。5)在单目标跟踪工作方式下，对当前帧图像进行多目标检测。目标探测?
【参考文献】：
期刊论文
[1]球载雷达与红外联合探测系统研究[J]. 张靖,李迎旭,刘婧逸. 现代雷达. 2018(05)
[2]红外搜索跟踪系统测试[J]. 吴学铭,王海晏,寇添,寇人可,王芳. 红外与激光工程. 2017(05)
[3]一种机载红外搜索跟踪系统多目标跟踪精度测试系统设计[J]. 杨旭,何江宁,陈洪亮,李莉. 电光与控制. 2017(04)
[4]红外搜索与跟踪系统发展综述[J]. 石永山,张尊伟. 光电技术应用. 2016(04)
[5]机载红外搜索跟踪系统探测性能评测标定[J]. 王领,于雷,寇添,王海晏. 国防科技大学学报. 2015(05)
[6]红外搜索跟踪系统的研究现状与发展趋势[J]. 刘忠领,于振红,李立仁,朱振福. 现代防御技术. 2014(02)
[7]基于Vega的红外目标成像仿真研究[J]. 王志刚,付欣,尚举邦. 光电技术应用. 2013(03)
[8]红外搜索跟踪系统的半实物仿真系统设计[J]. 王辉,周振彪,于劲松,赵松云. 计算机测量与控制. 2012(06)
[9]新一代机载红外搜索跟踪系统技术发展分析[J]. 杨百剑,万欣. 激光与红外. 2011(09)
[10]基于层次化的机载红外搜索跟踪系统仿真[J]. 陈冲,高晓光,郑景嵩. 火力与指挥控制. 2010(10)
硕士论文
[1]机载红外搜索跟踪系统研究与仿真实现[D]. 何杰.南京航空航天大学 2014
本文编号：2976976
【文章来源】：电光与控制. 2019,26(08)北大核心
【文章页数】：6 页
【部分图文】：
ＲST仿真测试平台结构图Fig．1TheconfigurationdiagramoftheIＲST
匣??IＲST系统工作状态下观瞄特征的动态仿真场景。激励器响应仿真器的视场光轴控制信息和工作方式设置控制信息，采用基于时间序列的面阵场景发生方法，产生空对空特征的视频信号，即红外目标、天空背景、干扰源等动态仿真场景视频;同时，激励器将仿真场景转换成序列化视频信号，并将视频信号和当前帧时序信息通过光纤网络发送给仿真器。3．2．1激励器硬件设计激励器硬件由高性能图形工作站组成，内部配置高性能图像发生卡、网络通讯卡、光纤网络通讯卡和串口通讯卡。激励器硬件组成如图2所示。图2激励器硬件组成Fig．2Thehardwarestructureoftheactuator3．2．2激励器软件设计激励器软件按照功能可划分为图像发生、视频输出、网络通讯、串口通讯4大模块。软件设计采用VC++开发环境进行集成开发，各模块功能由对应功能软件设计实现。图像发生模块采用Vega仿真平台开发，可实现高逼真度的红外特征图像生成［11］。基于时间序列的面阵场景发生是激励器软件设计的重点。通过激励器软件生成的基于时间序列的面阵场景发生窗口布局如图3所示。基于时间序列的面阵场景发生窗口采用2×9的面阵场景发生方式，在大区探测和大区搜跟工作方式下，模拟产生60°×10°视场的对空点目标特征仿真场景，每个窗口视场大小为6．7°×5°，每个窗口视点位置相同，朝向彼此相邻，无缝且无重合地完全覆盖60°×10°视场;在小区探测和小区搜跟工作方式下，模拟产生15°×5°视场的对空点目标特征仿真场景，每个窗口视场大小为1．7°×2．5°，每个窗口视点位置相同，朝向彼此相邻，无缝且无重合地完全覆盖15°×5°视场。
图4仿真器硬件构型Fig．4Thehardwarestructureoftheemulator3．3．2仿真器软件信息流仿真器软件基于VxWorks嵌入式实时操作系统开发，软件设计信息流如图5所示。图5仿真器软件设计信息流Fig．5Theinformationflowoftheemulatorsoftware流程描述如下。1)仿真器接收激励器发送的仿真场景视频信号和当前帧的时序信息。2)在大区探测、小区探测、大区搜跟、小区搜跟工作方式下，保持18幅帧图像信息的缓存空间，采用“进一退一”的方式对相邻的18幅帧图像信息按照时间进行排序，即每接收一帧视频信号，就将已经排序完成的帧视频信号退出缓存空间。3)在大区探测、小区探测工作方式下，对排序后的图像进行多目标探测。目标探测信息首先得到多目标相对图像中心的像素偏移量，根据光轴控制信息和工作方式设置信息，计算得到各探测目标的方位、俯仰信息，通过1553B总线上报至显控终端。同时，根据帧时序信息，将处理后的18幅帧图像拼接还原成全视场场景图像，进行压缩后以DVI视频方式发送至显控终端的图像显示器。4)在大区搜跟、小区搜跟工作方式下，对排序后的图像进行多目标探测和建航。目标探测信息首先得到多目标相对图像中心的像素偏移量，根据光轴控制信息和工作方式设置信息，计算得到各探测目标的方位、俯仰信息，并通过多目标建航算法，建立多目标航迹信息，通过1553B总线上报至显控终端。同时，根据帧时序信息，将处理后的18幅面阵视频拼接还原成全视场场景图像，进行压缩后以DVI视频方式发送至显控终端的图像显示器。5)在单目标跟踪工作方式下，对当前帧图像进行多目标检测。目标探测?
【参考文献】：
期刊论文
[1]球载雷达与红外联合探测系统研究[J]. 张靖,李迎旭,刘婧逸. 现代雷达. 2018(05)
[2]红外搜索跟踪系统测试[J]. 吴学铭,王海晏,寇添,寇人可,王芳. 红外与激光工程. 2017(05)
[3]一种机载红外搜索跟踪系统多目标跟踪精度测试系统设计[J]. 杨旭,何江宁,陈洪亮,李莉. 电光与控制. 2017(04)
[4]红外搜索与跟踪系统发展综述[J]. 石永山,张尊伟. 光电技术应用. 2016(04)
[5]机载红外搜索跟踪系统探测性能评测标定[J]. 王领,于雷,寇添,王海晏. 国防科技大学学报. 2015(05)
[6]红外搜索跟踪系统的研究现状与发展趋势[J]. 刘忠领,于振红,李立仁,朱振福. 现代防御技术. 2014(02)
[7]基于Vega的红外目标成像仿真研究[J]. 王志刚,付欣,尚举邦. 光电技术应用. 2013(03)
[8]红外搜索跟踪系统的半实物仿真系统设计[J]. 王辉,周振彪,于劲松,赵松云. 计算机测量与控制. 2012(06)
[9]新一代机载红外搜索跟踪系统技术发展分析[J]. 杨百剑,万欣. 激光与红外. 2011(09)
[10]基于层次化的机载红外搜索跟踪系统仿真[J]. 陈冲,高晓光,郑景嵩. 火力与指挥控制. 2010(10)
硕士论文
[1]机载红外搜索跟踪系统研究与仿真实现[D]. 何杰.南京航空航天大学 2014
本文编号：2976976
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