红外动态场景模拟装置及方法与流程

本发明涉及计算机建模技术领域，具体地，涉及一种红外动态场景模拟装置及方法。

背景技术：

随着高帧频制导探测器的迅速发展，为满足制导探测系统全弹道仿真验证的场景模拟需求，超高帧频场景模拟器的研制与构建日益迫切。国内外研究机构通常以光纤面阵、电阻阵阵列、液晶阵列、数字微镜阵列等作为构建红外场景模拟器的核心器件，受限于硬件特性与设计局限，这些模拟器的图像显示帧频难于满足制导探测系统在弹道末端对超高帧频动态场景的仿真需求。

专利cn104867184b公开了一种应用于飞行场景仿真的场景生成模块及生成方法，涉及一种场景生成技术。是为了满足飞行场景仿真对高帧频、高分辨率的场景生成的需求，以及实现基于usb3.0超高速接口的图像传输。它包括用于通过调用usb3.0驱动程序实现基于usb3.0接口的场景图像高速传输的usb传输步骤；用于通过调用图形api生成动态场景图像，图像的分辨率、颜色灰度以及目标移动速度通过人机界面设置的场景生成步骤；用于通过调用图形api显示场景生成单元生成的图像以及经usb传输单元接收到的场景图像的场景显示步骤。

技术实现要素：

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种红外动态场景模拟装置及方法。

根据本发明提供的一种红外动态场景模拟装置，包括：光亮度调制器4、位图调制器6、驱动控制计算机12、场景模拟计算机13和准直镜头10；

宽带光源1发出的光依次经过所述光亮度调制器4、所述位图调制器6和所述准直镜头10；

所述驱动控制计算机12分别与所述光亮度调制器4和所述位图调制器6电连接，同步控制所述光亮度调制器4和所述位图调制器6；

所述场景模拟计算机13与所述驱动控制计算机12电连接，生成红外动态场景数字图像。

优选地，所述光亮度调制器4包括：匀光器2、反射镜3和数字微镜阵列5，所述宽带光源1发出的光经过所述匀光器2后由所述反射镜3反射至所述数字微镜阵列5，所述数字微镜阵列5出射的光输入所述位图调制器6。

优选地，所述位图调制器6包括：匀光器7、反射镜8和数字微镜阵列9，所述光亮度调制器4出射的光经过所述匀光器7后由所述反射镜8反射至所述数字微镜阵列9，所述数字微镜阵列9出射的光输入所述准直镜头10。

优选地，所述宽带光源1由黑体辐射源构成，提供全谱段红外照明。

优选地，还包括制导探测器11，所述准直镜头10出射的光输入所述制导探测器11。

优选地，所述光亮度调制器4和所述位图调制器6在统一时钟下，按照预定的控制时序进行同步调制。

根据本发明提供的一种红外动态场景模拟方法，包括步骤：

光亮度调制步骤：对宽带光源1发出的光进行光亮度调制；

位图调制步骤：对经过光亮度调制的光进行位图调制；

准直步骤：对经过位图调制的光进行准直；

其中，所述光亮度调制步骤与所述位图调制步骤同步控制。

优选地，所述光亮度调制步骤包括：

对宽带光源1发出的光进行均光，然后通过数字微镜阵列5进行光亮度调制。

优选地，所述位图调制步骤包括：

对经过光亮度调制的光进行均光，然后通过数字微镜阵列9进行位图调制。

优选地，还包括：

将准直后的光输入制导探测器11。

与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

本发明采用两组数字微镜阵列串行级联的设计方案，通过两组微镜阵列同步调制，在不损失图像分辨率、灰度等级、对比度的前提下，实现8位灰度等级场景图像的超高帧频动态显示。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本发明的工作原理图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。

一种超高帧频红外动态场景模拟装置原理示意图如图1所示，该装置由宽带光源1、光亮度调制器4、位图调制器6、驱动控制计算机12、场景模拟计算机13、准直镜头10等部分组成。宽带光源由黑体辐射源构成，提供全谱段红外照明；光亮度调制器4由匀光器2、反射镜3、数字微镜阵列5等部分组成；位图调制器6由匀光器7、反射镜8、数字微镜阵列9等部分组成。

宽带光源提供红外照明，照明光束通过匀光器2匀光后，经反射镜反射在数字微镜阵列5的微镜片上，调控微镜阵列5中开态微镜的数量，实现光亮度调制器4的出射光的亮度可控；光亮度调制器4的出射光通过匀光器7匀光后，经反射镜8反射在数字微镜阵列9的微镜片上，以场景图像的二进制位图数据按照一定的控制时序驱动数字微镜阵列9，数字微镜阵列9的出射光再通过准直镜头投射给制导探测器11，实现场景图像的高帧频动态调制。

其中，光亮度调制器由数字微镜阵列作为核心部件，对位图调制器的入射光亮度进行调制；位图调制器由另一组数字微镜阵列作为核心部件，实现n位灰度场景图像的n幅位图调制。采用“光源—>匀光—>亮度调制—>匀光—>位图调制—>光学准直”的单通道投影光路，光路由宽带光源发出，经匀光器匀光，再经微镜阵列进行亮度调制，然后经匀光器匀光，再经过另一组微镜阵列进行位图调制，最后经过光学器件完成投影过程。

场景模拟计算机13实现红外动态场景数字图像的生成，驱动控制计算机12实现在统一时钟下光亮度调制器4和位图调制器6上两组数字微镜阵列的同步控制，实现红外动态场景的超高帧频显示。

一种红外动态场景模拟方法，采用上述的红外动态场景模拟装置，执行如下步骤：

光亮度调制步骤：对宽带光源1发出的光进行光亮度调制；

位图调制步骤：对经过光亮度调制的光进行位图调制；

准直步骤：对经过位图调制的光进行准直；

其中，所述光亮度调制步骤与所述位图调制步骤同步控制。

以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。