[发明专利]一种仿真用红外动态场景模拟器现场校准装置

说明书

本发明提供了一种仿真用红外动态场景模拟器现场校准装置，包括红外镜头、可旋转的滤光片轮、红外辐射校准黑体、红外FPA成像组件、帧频测量组件、控制单元。利用本发明可以现场快速测量动态场景模拟器的光谱范围、帧频、辐射温度、对比度、非均匀性、畸变、视场角等参数。综上，在该套装置上可实现对动态场景模拟器不同参数的现场校准，能够方便地全面评估动态场景模拟器的性能，解决一直以来存在的红外动态场景模拟器校准的规范性、系统性难题。

技术领域

本发明涉及一种仿真用红外动态场景模拟器现场校准装置，属于红外光学测试校准技术领域。

背景技术

红外成像导引头由于其抗干扰能力强、制导精度高，在现代导弹武器系统中应用越来越广。在红外成像导引头进行实验室内仿真测试过程中，红外动态场景模拟器是其中应用到的最重要的仿真测试设备。

在利用红外动态场景模拟器对各型红外成像导引头进行仿真测试时，红外动态场景模拟器本身的诸多特性都必须要进行校准，典型的如红外动态场景模拟器的光谱特性、辐射温度特性、目标空间几何特性、均匀性特性等，以使得仿真出的红外景象与真实的红外景象特性相同，保证仿真测试的准确度，为红外成像导引头的改进设计提供正确的数据。目前国内关于新型的红外动态场景模拟器的校准尤其是现场型校准，尚未建立一套计量标准。现有的红外动态场景模拟器的校准基本上是利用各种实验室红外测试仪器，拼凑一个非标系统对其进行校准，调整时间长，光路调整复杂，测量过程也不规范，未形成一个统一的计量标准。随着红外成像导引头向着高性能方向发展，对红外动态场景模拟器的要求也越来越高，急需在国内建立一套现场型的红外动态场景模拟器校准装置，以对国内研制和生产的各类红外动态场景模拟器进行准确、快速的校准。

发明内容

针对目前红外场景模拟器校准过程中存在的多套设备校准成本高、效率低、数据不准确的问题，提出了一种仿真用红外动态场景模拟器现场校准装置，属于一种动态场景模拟器现场校准装置。

本发明的技术方案如下：

一种仿真用红外动态场景模拟器现场校准装置，包括两组红外镜头、成像透镜、滤光片轮组件、红外辐射校正黑体组件、红外FPA成像组件、帧频测量组件，上述各器件的位置关系为：场景模拟器的一路光线沿入射光路方向依次经过第一组红外镜头、滤光片轮组件和红外辐射校正黑体组件、成像透镜、红外FPA成像模块；所述场景模拟器另外一路光路沿入射光依次经过第二组红外镜头、帧频测量组件。

所述滤光片轮组件包括可旋转滤光片轮和一组带通滤光片：所述可旋转的滤光片轮为圆环状，圆环上均匀分布有若干个安装圆孔，一对参考黑体分别置于两个对称的安装圆孔上，两个参考黑体之间为180度，位于一对参考黑体中间位置的安装孔为一通孔，通孔距参考黑体90度，其余安装孔上安装带通滤光片。所述带通滤光片每个滤光片通光光谱波长不同，通过镀膜加工工艺使其覆盖本装置的设计光谱范围3μm～5μm。

所述红外镜头和成像透镜可对波长为3μm～5μm的红外辐射进行成像。

所述滤光片轮上两个孔安装的参考黑体为非均匀校正黑体，其辐射量值可以溯源至标准的点源黑体辐射源。

所述参考黑体温度分别控制在比环境温度高5℃和高10℃，参考源采用紫铜材料制作，并使用电子制冷器件对其进行控温，保证控温精度。

本发明还包括一控制单元，所述控制单元包括外部控制模块、数据采集模块、数据处理和保存模块，所述外部控制模块通过串口完成对滤光片轮的切换，配合程序完成不同光谱范围下目标图像的采集和存储，通过USB接口完成对帧频测试示波器的参数设置，通过千兆以太网口完成对红外FPA成像设备参数设置；数据采集模块通过千兆以太网接口完成红外图像的采集，通过USB接口采集帧频测量模块的帧频测量结果；数据处理和保存模块，通过建立数学模型计算出目标的每个位置的温度，在此基础上通过数学公式计算出红外场景模拟器的辐射温度范围、对比度、非均匀性、畸变、视场角。