张波[1]2003年在《可编程动态靶标的研究》文中进行了进一步梳理常规光学旋转靶标是目前普遍使用的室内检测光电经纬仪的专用装置，该靶标存在着模拟目标运动轨迹固定、速度不可随时调节、方向不能任意改变等固有缺点。随着检测要求的不断提高，其局限性越来越明显，已经不能满足不同技术指标的光电经纬仪的检测需求。 本文阐述了可编程动态靶标在检测光电经纬仪中的重要作用和实际意义。根据靶标与光电经纬仪之间相对运动关系的数学模型建立了仿真模型，并应用仿真模型进行了大量的仿真试验，对比了靶标做匀速运动和做正弦摆动对被检测的光电经纬仪的跟踪曲线产生的影响，证实了靶标在编程控制下按正弦规律进行摆动可以更好的检测光电经纬仪的跟踪性能。完成了可编程动态靶标电子学系统的设计，包括控制计算机、时统电路、中断电路、编码器信息采集电路、PWM输出和功率放大电路、直流力矩电机等相关硬件电路和软件的具体设计。提出了跟踪法、线阵CCD和视频判读等叁种标定动态靶标空间角度的方法。得出了初步结论：可编程动态靶标由于配置了位置输出元件和时间统一系统，实现了位置闭合，能对靶标的运动进行有规律的控制，克服了常规旋转靶标的固有缺点，可以提供模拟目标的空间标准角，因此可编程动态靶标不仅可以作为跟踪靶标使用，还可以作为测量靶标使用，是检测光电经纬仪跟踪性能和测角精度的新装置。
吴瑾, 张波, 沈湘衡[2]2008年在《可编程动态靶标参数设计》文中提出靶标跟踪测量的技术状态由动态靶标的参数确定,对于不同型号的光电测量设备,其跟踪性能指标是不一样的,也就决定了靶标的参数是不同的。为了方便的确定动态靶标的参数,本文提出了一种通过建立可编程动态靶标的仿真模型来确定靶标参数的方法,并在某型号测量设备的实际检测中进行了验证,利用仿真模型确定的该组靶标参数产生的模拟目标完全能够满足光电经纬仪精度指标的检测要求。
刘满林[3]2009年在《一种新型多功能动态检测设备的设计与研究》文中研究说明光电跟踪测量系统是对目标进行跟踪测量,实时地记录目标各种特性。在仪器被研制出来之后必须要对其的各种性能指标进行考核,必须在室内对其的功能及性能进行检测,检测合格之后才可以投入使用。以往用于室内的检测设备由于使用的时间比较长,已经无法满足现代光电跟踪测量设备检测的需要,而且现有的检测设备的某些性能检测的精度比较低或者一些性能无法检测,故本文就是对最新设计的一种检测设备进行详细的论述。本文阐述了这种新型动态检测设备研究的实际意义和重要作用。首先对已有的光电测量系统检测设备进行了详细的介绍:然后对新型动态检测设备的检测原理、数学模型、主要功能及技术指标进行了阐述;最后对这种新型动态检测设备的设计进行了详细的介绍。本文中主要运用有限元分析法对新型动态检测设备的动态测角精度进行了分析,通过计算模拟得到这种检测设备的检测精度可以达到预先设计的±2”。新型动态检测设备的“新”主要体现在其功能强大和动态检测精度高,本设备既可以检测被检设备的静态精度和跟踪性能,也能检测被检设备的动态测角定向精度、成像清晰度,这是以前的检测架无法完成的任务。此设备解决了室内对光电仪器的动态测角定向误差无法检测和模拟规则运动目标运动轨迹的范围小的难题,使得室内对光电跟踪测量设备的检测能力有了很大提高,使得光电仪器的所有指标都可以在室内完成检测,填补了国内在室内检测中动态测角定向误差无法检测的空白,为提高本单位科研能力提供了检测的后勤保障。
冯婕[4]2009年在《基于动态靶标光电经纬仪测角精度室内检测方法研究》文中认为随着光电经纬仪在武器装备与空间防御系统中发挥的作用越来越大,对它的跟踪性能以及测角精度要求也在不断的提高。如何在室内更加准确的测量光电经纬仪的跟踪性能以及测角精度等关键技术指标,成为目前急需解决的问题。传统的正弦引导法,由于存在测量缺陷,一直无法得到最理想的测量结果。为了适应工程测量的需要,得到光电经纬仪关键技术指标的最佳测量结果,我们研制出一种光学动态靶标,可以通过与被测光电经纬仪同步环境下,调整靶标旋转角速度大小和旋转方式,就可以模拟出不同运动状态下的空间运动目标。本文就是根据此靶标的设计将靶标模拟出的不同运动状态下的室内运动目标作为真值,提出一种基于光学动态靶标检测光电经纬仪测角精度的方法。这是一种室内提高检测光电经纬仪静态与动态精度的工程应用方法。根据误差理论可知,只有当检测设备的精度高于被检设备精度的3倍以上时,才可以用于测量。因此,本文在提出检测光电经纬仪动态测角精度方法的同时,结合此靶标,提出一种光学动态靶标精度实时标定方法——面阵CMOS实时判读法。它的精度标定过程与靶标实际运动过程完全一致,并且可以实时采样。本文还结合LABVIEW软件,对光学动态靶标与光电经纬仪之间空间位置关系进行了仿真模拟,得到靶标在不同角速度参数条件下的空间目标方位角速度、角加速度以及俯仰角速度、角加速度大小值。由于CCD具有重量轻、体积小、功耗低、寿命长、灵敏度高以及动态范围宽等特点,并且当判读引入亚像元细分法等技术以后,大幅度提高了脱靶量判读精度,目前CCD已经大部分取代过去的胶片,作为新一代的光电接收媒介。光电经纬仪动态测角误差源发生了相应的变化,为此,本文在讨论光学动态靶标检测光电经纬仪动态测角精度前,还对它的误差源进行了分析。本文的研究工作对提高光电经纬仪测角的室内检测精度,将具有一定指导意义。
张波, 贺庚贤, 沈湘衡[5]2003年在《可编程动态旋转靶标标定方法》文中指出动态旋转靶标可以给出检测光电测量设备跟踪精度和测量精度的空间角度真值,针对动态靶标的空间角度标定问题提出了基于线阵CCD标定和视频判读标定的方法。他们是建立在对动态靶标空间位置重复性进行统计的基础上,利用Excel等软件完成脱靶量数据处理。实验结果表明,所提出的方法能够消除由于曝光、扫描和转移等时间不同步问题引起的单点电视脱靶量误差,能够实现对动态靶标的标定。
杨亮[6]2010年在《动态仿真目标的空间位置精度测量》文中认为我国开展光电跟踪测量设备的研制工作已经有50多年了,并建立了针对该领域产品的检测体系,可以实现对光电跟踪测量设备大部分战技指标的过程检验和最终检验。由于光电跟踪测量设备以动态应用为主,因此研制了可以提供动态仿真目标的光学动态靶标,用来在室内检测光电跟踪测量设备的动态性能。光电跟踪测量设备的主要动态性能指标是动态跟踪精度和动态测量精度,由于目前缺失动态目标空间位置精度的测量技术和方法,不能给出光学动态靶标的仿真目标在动态工作状态下的空间位置精度,所以该光学动态靶标一直作为跟踪靶标,而不能作为测量靶标使用,不仅没有发挥光学动态靶标初始设计的测量功能,也使我国光电跟踪测量设备的动态测量性能一直处于无法度量的状态。本文针对光学动态靶标在高速运动状态下,动态仿真目标空间位置精度的不确定提出了一种高速图像测量方法。该方法利用计算机视觉技术,将高速摄像机对客观世界反射或透射的物质能量在空间分布的记录用于对整个视场中空间运动目标的特性进行测量。结合该测量方法建立了一套空间目标位置测量系统,该系统包括高速图像录取分系统、时间基准同步分系统、数据分析处理系统及相应的软件支持,并与我所研制的光学动态靶标组成测量网络。通过分析动态仿真目标与高速摄像机的空间关系,给出动态仿真目标与高速摄像机的空间关系模型,对该模型进行了仿真及实验验证;给出摄像机外部状态参数的测量方法,并对该方法进行了精度分析。分析了影响空间目标位置测量系统测量精度的各种误差源,对光学镜头进行了几何畸变的测量,并给出了测量方法。提出高速摄像机图像时序的检测方法并给出检测结果、讨论了图像亚像素定位算法并进行了精度分析。对高速图像测量方法的应用进行了扩展,实现了对某型号高精度低速转台角速率的测量。对该测量方法测量角速率的原理进行了阐述并对测量误差进行了分析,试验数据表明该方法完全可以用于高精度转台的角速率测量。本文主要研究了测量动态仿真目标空间位置精度的方法,建立了一套空间目标位置测量系统,通过对光学动态靶标目标实际测量结果的分析,完成了对光学动态靶标的初步动态标定,为进一步解决光电跟踪测量设备动态测量精度的检测难题奠定了基础,填补了光电跟踪测量设备动态检测领域的空白。
丛珊[7]2011年在《高精度动态靶标研究》文中指出靶标是这样的一种装置,在它的旋臂上有平行光管,通过电机带动旋臂旋转由平行光管发出的平行光来模拟运动目标,不同的电机速度能够模拟不同的运动目标,这样就可以引导光电经纬仪来跟踪目标,这样就能对电视或红外跟踪系统进行检测。光学旋转靶标随着检测要求的不断提高,局限性也越来越明显,也越来越不能满足不同技术指标光电经纬仪的检测需求。本文阐述了高精度动态靶标在实际检测光电经纬仪中的重要作用和实际意义。建立了靶标与光电经纬仪之间相对运动关系的数学模型,推导了高精度动态靶标的运动公式,并且分析了高精度动态靶标的叁种工作方式。对高精度动态靶标的机械结构、光学结构进行了研究,深入研究了电控系统。在提高靶标精度上提出了低速状态下摩擦的影响,通过重复控制来提高系统跟踪精度,并实现了重复控制补偿的PID控制提高跟踪精度的仿真。
张冬阳[8]2016年在《红外成像系统模拟器研制及其在系统性能评估中的应用》文中研究表明随着红外成像技术的不断发展,红外成像系统性能大大提高,与此同时,新技术的应用,使得影响红外成像系统性能的因素也发生变化,因此,对红外成像系统性能评估方法提出了更多的要求。针对传统半实物仿真和注入式仿真设备在红外成像系统性能评估中表现出的不足,提出构建一套低成本、可重构、能够真实仿真红外成像物理过程的红外成像系统模拟器,将其用于红外成像系统的性能测试与评估。本文所做的具体工作主要包括:(1)在深入研究红外成像物理过程的基础上,采用全链路仿真的思想,构建红外成像系统仿真理论框架,并对影响系统成像质量的成像物理效应进行准确建模。(2)根据红外成像系统仿真理论框架和理论模型,给出了红外成像系统模拟器的研制架构:将叁维场景和大气传输效应的仿真放在计算机端,采用OGRE(ObjectOriented Graphics Rendering Engine)技术进行实时仿真;将红外成像系统本身的成像物理效应等效为信号响应特性、调制传递特性和系统噪声特性,放在以FPGA(Field Programmable Gate Array)并行数字信号处理器为核心开发的单板信号处理平台上进行高速并行实时计算。针对红外探测器后端信号处理机的性能测试与评估,专门设计了八通道低噪声数模转换电路用于真实仿真红外探测器的模拟信号输出特性。另外,专门设计开发了高色深图像显示模块,用于显示高像素量化精度的红外图像,呈现更多的图像灰度等级,有利于红外成像系统的性能测试与评估。最后,将红外成像系统模拟器仿真输出图像和真实热像仪实拍图像进行比较,用多种图像相似度评价指标来验证红外成像系统模拟器的置信度。实验结果表明,本文研制开发的红外成像系统模拟器是合理、有效的,具有较高的置信度,能够将其用于红外成像系统性能测试与评估中。(3)利用红外成像系统模拟器搭建人眼视觉感知特性测试平台,采用非周期叁角靶标测试人眼视觉对比度阈值特性。实验采用强制四选一无偏心理测量方法,统计了20位观察者在叁种不同背景光亮度下,对7种不同空间频率叁角靶标方位的鉴别数据。利用Weibull心理测量函数分析测试数据,获得了面向叁角靶标的人眼对比度阈值曲线。通过对测试数据的详细分析,借鉴传统人眼对比敏感函数的建模思想,提出了面向叁角靶标的人眼对比度阈值特性拟合表征模型TODCTF(Triangle Orientation Discriminate Contrast Threshold Function)。由于叁角靶标更接近真实非周期目标的特性,因此,将TODCTF模型用于红外成像系统性能建模将更加贴近系统对真实目标的观察特性。(4)以面向叁角靶标的人眼对比度阈值函数TODCTF为基础,借鉴NVTherm IP模型的建模思想,建立了基于TODCTF的红外成像系统性能评估模型。利用红外成像系统模拟器仿真输出图像进行系统作用距离测试试验,将试验结果和NVThermIP模型的理论预测结果与基于TODCTF的红外成像系统性能模型的理论预测结果进行比较分析,从而验证该模型的正确性。验证结果表明,基于TODCTF的红外成像系统性能模型能够较好地预测系统性能,说明该模型是合理有效的。
郭平平[9]2004年在《光学动态靶标精度的自准直检测方法研究》文中认为光学动态靶标是一种利用平行光特性产生模拟无穷远处运动目标,供光电经纬仪等电视跟踪及测量系统检测其跟踪性能及测量精度的室内检测装置。以前的光电经纬仪有摄影测量系统,一般是先检测出摄影测量系统的动态精度,然后将电视测量系统的测量结果与摄影测量系统的测量结果进行比较,得出电视测量系统的精度,利用这种间接的对比的方法检测光电经纬仪电视测量系统的动态精度有其一定的局限性。另外现在的光电经纬仪大多数都只有电视测量系统,然后通过光学动态靶标来模拟空间运动目标,从而检测电视测量系统的精度。因此,需要寻找一种方法,可以在光学动态靶标360°的旋转锥角范围内进行连续地动态的测量其精度。 本文介绍了光电经纬仪目前的室内检测方法及其模拟空间运动目标装置,并介绍了光学动态靶标目前已有的精度检测方法;阐述了光学动态靶标的主要工作方式及其与光电经纬仪间的运动关系,并分析了光学动态靶标特征点处的运动特性;提出了光学动态靶标精度的自准直检测方法,介绍了自准直的方法,详细说明了利用自准直方法检测光学动态靶标轴系精度、光学动态靶标单臂动态精度和光学动态靶标动态精度的实验方法和实验过程;对自准直方法检测光学动态靶标精度实验的数据进行了处理,并对光学动态靶标的精度进行了分析;通过实验结果提出了检测光学动态靶标动态精度的自准直装置的改进意见。 自准直法是检测光学动态靶标精度的一种简单、可行并且有效的方法,利用已知其精度的光学动态靶标即可在室内检测光电经纬仪电视测量系统的动态精度,使其满足靶场光测设备发展的需要。
张振娅[10]2010年在《基于DSP的动态靶标图像实时处理技术研究》文中进行了进一步梳理在现代军事中对动态靶标的跟踪和图像处理已经得到了很大程度的发展。随着微处理芯片技术的发展,跟踪的稳定性和精度也得到了很大的提高。现代武器均装备先进的火控系统,其动态性能指标是射击试验前需要检查和考核的主要试验项目。为了对武器装备进行正确考核与评定,研制满足现代测试需求的武器装备动态跟踪测量系统是十分必要的。本论文针对长春光机所某项目的要求,设计了基于DSP的动态靶标图像的实时跟踪处理系统,能够实现对动态靶标的识别与跟踪。为满足项目中实时图像采集和处理的要求以及复杂算法在实时图像处理上的应用,本文采用DSP作为主要运算部件、以大容量FPGA作为协处理器,设计了一款高性能的图像采集和处理卡。该卡可以实现傅立叶变换、点域加速等运算,实现图像的加速处理。该卡还可以进行二次开发,用户可以根据需求,开发自己的图像处理程序。此图像采集处理卡经实际试验测试,完全可以满足系统运算要求。文中扼要地阐述了软件方案设计和工作流程,给出了难点的解决方案,分析研究了大量的跟踪算法和具体实现方案,并针对不同的算法给出了相应的适应条件和改进方法,并将其应用到实际的系统硬件设备中,使这些算法在不同的条件下能够发挥各自的优势,对动态靶标实现实时跟踪处理。系统软件分为目标捕获和目标跟踪两个部分。在捕获阶段：图像通过摄像机摄入后,经过图像预处理、图像分割、参数提取和目标匹配等一系列处理,最终将目标从背景中识别出来。捕获阶段主要采用多帧差分相乘的运动目标检测方法检测目标。在跟踪阶段：在几种经典算法诸如点跟踪、轨迹拟合外推跟踪、重心跟踪和相关跟踪中,重点研究了重心跟踪和相关跟踪,提出了分层搜索的相关跟踪快速算法。系统可以根据背景和条件的变化而选择相应的跟踪方式,从而完成对目标位置的预测。经过试验,在该系统上实现重心和相关匹配算法,跟踪效果较好,并且具有较高的实时性,可满足靶场靶标检测和定位的实际需求。
参考文献：
[1]. 可编程动态靶标的研究[D]. 张波. 中国科学院研究生院（长春光学精密机械与物理研究所）. 2003
[2]. 可编程动态靶标参数设计[J]. 吴瑾, 张波, 沈湘衡. 光电工程. 2008
[3]. 一种新型多功能动态检测设备的设计与研究[D]. 刘满林. 中国科学院研究生院（西安光学精密机械研究所）. 2009
[4]. 基于动态靶标光电经纬仪测角精度室内检测方法研究[D]. 冯婕. 中国科学院研究生院（西安光学精密机械研究所）. 2009
[5]. 可编程动态旋转靶标标定方法[J]. 张波, 贺庚贤, 沈湘衡. 光学精密工程. 2003
[6]. 动态仿真目标的空间位置精度测量[D]. 杨亮. 中国科学院研究生院（长春光学精密机械与物理研究所）. 2010
[7]. 高精度动态靶标研究[D]. 丛珊. 长春理工大学. 2011
[8]. 红外成像系统模拟器研制及其在系统性能评估中的应用[D]. 张冬阳. 西安电子科技大学. 2016
[9]. 光学动态靶标精度的自准直检测方法研究[D]. 郭平平. 中国科学院研究生院（长春光学精密机械与物理研究所）. 2004
[10]. 基于DSP的动态靶标图像实时处理技术研究[D]. 张振娅. 长春工业大学. 2010
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