据上述过程：对于同一个目标，计算通过理论计算方式得到的目标在飞机机轴 坐标系下的方位、俯仰角度信息（h zk，pzk)与采用仿真方法得到的目标在飞机机轴坐标系下 的方位、俯仰角度信息（hppp的均方根误差，以闭环方式实现对机载前视红外搜索设备的 验证。
[0084] 对于单个目标，通过理论计算方式得到目标在飞机机轴坐标系下的一组 15000个（数据周期：40ms，采集时长：10分钟）方位、俯仰角度值（h zk，q，pzk，q)，（q = 1，2, ...，15000)，采用仿真方法得到目标在飞机机轴坐标系下的同时刻的一组15000个方 位、俯仰角度值（hu，PjJ，（q = 1，2,…，15000)，计算（h^，p^)与〇!"，pj的方位均 方根误差〇 h和俯仰均方根误差〇 p:
[0086] 方位、俯仰均方根误差（〇h，〇p)即是单个目标的跟踪精度误差性能指标。
[0087] 对于多目标，通过理论计算方式得到m个目标在飞机机轴坐标系下的m组15000 个（数据周期：40ms，采集时长：10分钟）方位、俯仰角度值（h^q, p&q)，（r = 1，? ? ?，m， q = 1，2, ...，15000)，采用仿真方法得到m个目标在飞机机轴坐标系下的同时刻的m组 15000 个方位、俯仰角度值（hj，^，Pj^)，（r = 1，? ? ?，m，q = 1，2, ? ? ?，15000);
[0088] 对于第1'个目标的〇1&(1上1^(1)，分别计算与 111组〇^(1士^1)的方位误差绝对 值和俯仰误差绝对值的总和d"，（s = 1，2, . . .，m):
[0090]得到m组dre值后，取数值最小的对应的s值，即第s组仿真方法得到的 (hnvPuj值与理论计算方式得到的第r个目标（hmq，pzl^q)值是匹配数据，计算 〇W， q，Pzl^q)与的方位均方根误差和俯仰均方根误差〇 y
[0093] 方位、俯仰均方根误差（〇hr，〇p,)是第r个目标的跟踪精度误差性能指标，依次 对m个目标进行数据闭环比对，检测机载前视红外搜索设备对多目标的跟踪精度误差性能 指标。
[0094] 本实施例属于闭环测试方式，输入数据是仿真中心1模拟产生的载机坐标、姿态 信息和目标坐标、姿态信息；激励器2产生受控的定量化三维仿真场景视频，作为激励源输 入到仿真器3 ;仿真器3对激励视频进行图像处理和信号处理，计算目标的方位、俯仰角度 信息，形成探测输出数据，发送到显控终端4;仿真系统中的数据信息均以定量化计算，仿 真器3完全模拟机载前视红外搜索仪工作方式和软件算法，以检验图像处理和信号处理算 法，验证与探测软件算法相关的探测距离、识别距离、探测目标数目、虚警率和跟踪精度等 技术指标。
[0095] 闭环测试的重点在于多目标跟踪精度测试，计算理论数据和探测数据的误差均方 根，从而得到跟踪误差；理论数据由输入数据通过理论计算得到的目标相对载机的方位、俯 仰信息，探测数据由仿真器3通过图像处理并计算得到的目标相对载机的方位、俯仰信息； 正如图2所示，在探测数据计算过程中，目标M在光电稳瞄坐标系O' -X' Y' Z'中的方 位、俯仰值需要转换到飞机机轴坐标系0-XYZ下，传统算法是将目标在光电稳瞄坐标系下 的角度值和光电转塔在飞机机轴坐标系下的角度值相加，存在大俯仰角度下进行多目标探 测时误差较大的问题，所以采用大俯仰角度多目标探测信息校正方法，修正被探测目标的 方位、俯仰角度信息，消除由于算法产生的计算误差。理论计算数据与探测输出数据比对， 计算两者均方根误差，从而以闭环方式验证探测软件算法的跟踪精度。
【主权项】
1. 一种利用仿真系统对机载前视红外捜索设备闭环测试的方法，所述仿真系统包括 仿真中屯、、激励器、仿真器和显控终端；其特征在于；包括W下步骤： 步骤1;仿真中屯、产生机载前视红外捜索仪工作过程中的仿真飞行数据，所述仿真飞 行数据包括载机的轨迹坐标和姿态信息，W及若干个目标的轨迹坐标和姿态信息；激励器 根据仿真中屯、提供的载机W及若干目标的轨迹坐标和姿态信息，产生符合机载前视红外捜 索仪观瞄特征的激励视频图像；仿真器接收激励器产生的激励视频图像，并对激励视频进 行图像处理和信号处理，计算目标在光电稳瞄坐标系下的方位、俯仰角度信息，得到目标探 测信息，并将目标探测信息送入显控终端显示；其中仿真器完全模拟机载前视红外捜索设 备的工作方式和软件算法； 步骤2 ;根据步骤1中仿真中屯、产生的机载前视红外捜索仪工作过程中的仿真飞行数 据，通过理论计算方式得到目标在飞机机轴坐标系下的方位、俯仰角度信息化,k，Pj，其中 h,k为理论计算方式得到的目标在飞机机轴坐标系下的方位角，P,k为理论计算方式得到的 目标在飞机机轴坐标系下的俯仰角； 根据步骤1仿真得到的目标在光电稳瞄坐标系下的方位、俯仰角度信息（Ht，Pt)，通过W下过程计算仿真得到的目标在飞机机轴坐标系下的方位、俯仰角度信息（hj.，Pj.)，其中Ht 为仿真得到的目标在光电稳瞄坐标系下的方位角，Pt为仿真得到的目标在光电稳瞄坐标系 下的俯仰角，hj.为仿真得到的目标在飞机机轴坐标系下的方位角，Pj.为仿真得到的目标在 飞机机轴坐标系下的俯仰角： 步骤2. 1 ;得到目标在光电稳瞄坐标系下的坐标表示Py=狂U，Ytj.，Zt/;Ptj=(-tan化t)XA,A,tan(Pt)XA)T; 步骤2. 2 ;将目标在光电稳瞄坐标系下的坐标Ptj.=狂u，Ytj.，Zy)T转换为飞机机轴坐标 系下的Pj=a^Yj，Zj)T;步骤2. 3;计算目标在飞机机轴坐标下的方位、俯仰角度值化:Pj= arcsin狂J)； 其中，光电稳瞄坐标系在飞机机轴坐标系下的方位旋转角度为h'，光电稳瞄坐标系在 飞机机轴坐标系下的俯仰旋转角度为P' ； 步骤3 ;对于同一个目标，计算通过理论计算方式得到的目标在飞机机轴坐标系下的 方位、俯仰角度信息化,k，pj与采用仿真方法得到的目标在飞机机轴坐标系下的方位、俯 仰角度信息化的均方根误差，W闭环方式实现对机载前视红外捜索设备的验证。2. 根据权利要求1所述一种利用仿真系统对机载前视红外捜索设备闭环测试的方法， 其特征在于；步骤1中，激励器与仿真器采用复合视频和RS422两种接口方式；激励器产生 的激励视频信号W复合视频格式发送到仿真器；RS422通讯为双向信息发送，激励器接收 仿真器的扫瞄中屯、和工作方式设置信息，仿真器接收激励器的当前实时视场中屯、信息。3. 根据权利要求1所述一种利用仿真系统对机载前视红外捜索设备闭环测试的方法， 其特征在于；步骤1中，仿真器与显控终端之间有DVI视频传输和1553B通讯两种连接方 式；仿真器将处理后的视频图像WDVI方式发送到显控终端；1553B总线为双向通讯，仿真 器接收显控终端的光轴控制信息和工作方式设置信息，仿真器向显控终端上报目标探测信 息。
【专利摘要】本发明提出了一种利用仿真系统对机载前视红外搜索设备闭环测试的方法，前视红外仿真系统产生与真实光电传感器探测特征相匹配的红外仿真场景激励视频；模拟与真实光电系统相匹配的综合性能和外部接口；在空对地大俯仰角度进行多目标探测时，采用目标角度计算校正方法，修正被探测目标的方位、俯仰角度信息，以消除误差。本发明解决了机载前视红外仿真系统在闭环测试过程中，大俯仰角度探测时传统的目标角度计算方法误差较大的问题，修正了探测目标相对载机俯仰、方位角度的计算方法，保证了探测精度。适用于前视红外仿真系统的信息闭环测试和多目标探测信息误差校正。
【IPC分类】G05D1/12
【公开号】CN104932535
【申请号】CN201510300560
【发明人】孙科峰, 李宇, 高教波, 王军, 解俊虎, 王吉龙, 张芳, 孙丹丹, 李俊娜, 吴文利
【申请人】西安应用光学研究所
【公开日】2015年9月23日
【申请日】2015年6月4日