光纤阵列直投式光学制导控制半实物仿真系统及方法与流程

本发明涉及光学制导控制半实物仿真的，具体的，涉及一种光纤阵列直投式光学制导控制半实物仿真系统及方法。

背景技术：

1、随着计算机和光电技术的融合发展，光学制导控制技术已然成为光电探测领域一个重要的发展方向。现有光学制导控制半实物仿真方法多数采用五轴转台(三轴飞行转台+两轴目标臂)+目标模拟器的场景投影方案，通过三轴飞行转台运动模拟弹体姿态，通过两轴目标臂运动模拟目标运动信息，为保证较大的运动范围且不产生结构干涉，目标臂两轴距离飞行转台回转中心距离通常较远，约0.6m～1m，这就要求光学目标模拟器出瞳距远，出瞳口径大，视场大，准直镜头口径大，在出瞳距与出瞳口径及准直镜头口径等条件约束下，光学目标模拟器视场很难覆盖被试光学制导控制系统视场，无法满足仿真需求。

2、公开号为cn114545790a的中国发明专利文献公开了一种光学制导控制半实物仿真系统及方法，将红外目标模拟器与导引头固连，并安装在三轴转台，通过三轴转台模拟弹体姿态运动，通过红外目标模拟器模拟目标场景的红外热像，实现光学制导控制半实物仿真，该方法缩小了红外目标模拟器光学系统的出瞳距和视场角，一定程度上减小了红外目标模拟器的体积重量，

3、针对上述中的相关技术，发明人认为该方法仍然需要将整个红外目标模拟器安装至转台，红外目标模拟器通常包含照明光源、光调制器件、准直光学镜头、环控系统、结构件等必不可少的部分，重量大，安装于转台内框会使转台的动态性能受到很大影响。

技术实现思路

1、针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种光纤阵列直投式光学制导控制半实物仿真系统及方法。

2、根据本发明提供的一种光纤阵列直投式光学制导控制半实物仿真系统，其特征在于，包括激光源、光纤分路器、能量控制模块、光纤阵列集成器、准直光学镜头、飞行转台、被试光学制导控制系统、实时仿真控制系统以及场景生成计算机；

3、所述激光器连接光纤分路器的一端；

4、所述光纤分路器的另一端连接能量控制模块的一端；

5、所述能量控制模块的一端连接光纤阵列集成器的一端；

6、所述光纤阵列集成器的另一端通过光纤接头安装在准直光学镜头的焦平面上；

7、所述准直光学镜头安装在被试光学制导控制系统的光学系统前；

8、所述被试光学制导控制系统安装在飞行转台上；

9、所述飞行转台连接实时仿真控制系统；

10、所述实时仿真控制系统连接场景生成计算机；

11、所述场景生成计算机和能量控制模块驱动连接；

12、所述激光源、光纤分路器、能量控制模块、光纤阵列集成器、实时仿真控制系统以及场景生成计算机位于飞行转台下。

13、优选的，该系统包括安装结构；

14、所述准直光学镜头通过安装结构固定安装在被试光学制导控制系统的光学系统前。

15、优选的，该系统还包括姿态调整机构；

16、所述姿态调整机构调整准直光学镜头姿态，保证被试光学制导控制系统与准直光学镜头光轴重合。

17、优选的，所述激光源出射激光束；

18、所述光纤分路器将出射的激光束分为多路光束；

19、所述能量控制模块对各路光束独立控制衰减和通断。

20、优选的，所述实时仿真控制系统根据弹体姿态信息驱动飞行转台运动模拟导弹弹体的姿态变化，同时将弹目位置姿态信息发送至场景生成计算机；

21、所述场景生成计算机根据弹目位置姿态信息完成场景渲染，并根据渲染的场景驱动能量控制模块控制激光衰减与通断形成相应场景图像，模拟弹目视线角速度变化；

22、所述光纤阵列集成器集成多路能量控制后的光束，并传输至光纤接口；

23、所述准直光学镜头接收集成后的光束，并出射相应场景的准直光学辐射信号；

24、所述被试光学制导控制系统探测处理准直光学辐射信号，形成跟踪指令控制跟踪目标运动，实现半实物仿真回路的闭合。

25、优选的，所述激光束包括红外光、紫外光、可见光。

26、优选的，所述能量控制模块包括衰减控制模块；

27、所述衰减控制模块包括驱动器和多个衰减器；

28、所述驱动器驱动衰减器；

29、所述衰减器对各路激光独立控制衰减和通断。

30、优选的，所述光纤接口的接口形式包括方形阵列、圆形阵列、线形阵列或单点。

31、优选的，所述飞行转台包括三轴飞行转台。

32、根据本发明提供的一种光纤阵列直投式光学制导控制半实物仿真方法，应用光纤阵列直投式光学制导控制半实物仿真系统，所述实时仿真控制系统根据弹体姿态信息驱动飞行转台运动模拟导弹弹体的姿态变化，同时将弹目位置姿态信息发送至场景生成计算机；

33、所述场景生成计算机根据弹目位置姿态信息完成场景渲染，并根据渲染的场景驱动能量控制模块控制各路光束衰减与通断形成相应场景图像，模拟弹目视线角速度变化；

34、所述光纤阵列集成器集成并传输多路能量控制后的光束；

35、所述准直光学镜头接收集成后的光束，并出射相应场景的准直光学辐射信号；

36、所述被试光学制导控制系统探测处理准直光学辐射信号，形成跟踪指令控制跟踪目标运动，实现半实物仿真回路的闭合。

37、与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

38、1、由于常规光学目标模拟器中采用黑体照明，动态范围小，本发明中目标模拟的光源采用激光源，能量更强，动态范围更广；

39、2、本发明中仅有准直光学镜头及相应的安装调整结构安装在转台上，其他部分全部位于转台下，上转台部分体积小重量小，对转台的动态特性影响小，可完成更高动态特性的半实物仿真，同时更加易于调试、更换和维修；

40、3、本发明采用直接被试光学制导控制系统前安装大视场光学目标模拟器的方法，结构紧凑，可在三轴飞行转台上实现大视场捷联式光学制导控制系统的半实物仿真。

技术特征：

1.一种光纤阵列直投式光学制导控制半实物仿真系统，其特征在于，包括激光源、光纤分路器、能量控制模块、光纤阵列集成器、准直光学镜头、飞行转台、被试光学制导控制系统、实时仿真控制系统以及场景生成计算机；

2.根据权利要求1所述的光纤阵列直投式光学制导控制半实物仿真系统，其特征在于，该系统包括安装结构；

3.根据权利要求1所述的光纤阵列直投式光学制导控制半实物仿真系统，其特征在于，该系统还包括姿态调整机构；

4.根据权利要求1所述的光纤阵列直投式光学制导控制半实物仿真系统，其特征在于，所述激光源出射激光束；

5.根据权利要求4所述的光纤阵列直投式光学制导控制半实物仿真系统，其特征在于，所述实时仿真控制系统根据弹体姿态信息驱动飞行转台运动模拟导弹弹体的姿态变化，同时将弹目位置姿态信息发送至场景生成计算机；

6.根据权利要求1所述的光纤阵列直投式光学制导控制半实物仿真系统，其特征在于，所述激光束包括红外光、紫外光、可见光。

7.根据权利要求1所述的光纤阵列直投式光学制导控制半实物仿真系统，其特征在于，所述能量控制模块包括衰减控制模块；

8.根据权利要求1所述的光纤阵列直投式光学制导控制半实物仿真系统，其特征在于，所述光纤接口的接口形式包括方形阵列、圆形阵列、线形阵列或单点。

9.根据权利要求1所述的光纤阵列直投式光学制导控制半实物仿真系统，其特征在于，所述飞行转台包括三轴飞行转台。

10.一种光纤阵列直投式光学制导控制半实物仿真方法，其特征在于，应用权利要求1-9任一所述的光纤阵列直投式光学制导控制半实物仿真系统，所述实时仿真控制系统根据弹体姿态信息驱动飞行转台运动模拟导弹弹体的姿态变化，同时将弹目位置姿态信息发送至场景生成计算机；

技术总结
本发明提供了一种光纤阵列直投式光学制导控制半实物仿真系统及方法，包括如下：激光器连接光纤分路器；光纤分路器连接能量控制模块；能量控制模块连接光纤阵列集成器；光纤阵列集成器通过光纤接头安装在准直光学镜头的焦平面上；准直光学镜头安装在被试光学制导控制系统的光学系统前；被试光学制导控制系统安装在飞行转台上；飞行转台连接实时仿真控制系统；实时仿真控制系统连接场景生成计算机；场景生成计算机和能量控制模块驱动连接；激光源、光纤分路器、能量控制模块、光纤阵列集成器、实时仿真控制系统以及场景生成计算机位于飞行转台下。本发明采用直接被试光学制导控制系统前安装大视场光学目标模拟器，结构紧凑，进行半实物仿真。

技术研发人员：田义,王超峰,李奇,杜溢华,王帅豪,杨扬,李艳红,李凡,柴娟芳,陆志沣
受保护的技术使用者：上海机电工程研究所
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13