光电跟踪仪目标仿真系统设计摘要：舰载光电跟踪仪需全天候工作，具有信息量大、可视性强、分辨率高等特点，是舰船情报系统的重要组成部分。设计了一种针对舰船和空中目标进行光电跟踪的仿真系统，介绍了该系统的组成和仿真软件的功能模块，通过对该系统的静态和动态目标跟踪能力分析与测试证实该系统可以对舰载光电跟踪仪跟踪能力进行全面的测试。关键词：动态目标；目标仿真；模拟场景：TN2文献标志码：Adoi：10.3969/j.issn.10055630.2015.02.013DesignoftargetsimulatorforoptoeletronicaltrackingsystemLUO激ngling,DUJuan(WuhanNationalLaboratoryforOptoelectronics，ChinaShipbuildingIndustryGroupNo.717ResearchInstitute，Wuhan430020，China)Abstract：Optoelectronicaltrackingsystemworksdayandnight.Ithastheadvantagesoflotsofinformation，highresolutionanditisanintelligentsystemontheships.Inthispaper,wedesignatargetsimulatorforshipsandaerialtarget.Itpresentsthesystemcompositionandthefunctionblocksofsimulationsoftware.Byanalysisofthesystemforstaticanddynamictargettracking,wecalculatetrackingaccuracyforoptoelectronicaltrackingsystem.Keywords：dynamictarget；targetsimulation；simulativescene引言舰载光电跟踪仪是舰炮武器系统中跟踪海空目标的跟踪设备，采用光电成像方式，将自然景物的光信息转变为视频图像。它是舰载近程反导武器系统中最适合的跟踪设备，目标的跟踪能力是光电跟踪仪的重要性能指标之一[1]O因此在光电跟踪仪的跟踪能力测试中，目标的选取至关重要。光电跟踪仪对目标进行可靠提取并跟踪通常要同时满足3个条件：目标表面光或热辐射能量经大气传输达到接收光学系统最小接收范围；目标经光学系统在靶面上成像的尺寸应满足跟踪提取目标的要求；目标和背景在探测器像面对比度应大于信号检测所需要的最小对比度要求[23]。目前，在光电跟踪仪试验和测试过程中，目标的选取主要还是依赖于实体目标。本文介绍了一种舰载光电跟踪仪的目标仿真系统，通过软件对目标进行仿真，可对海上和空中两种目标进行仿真，从而达到对舰载光电跟踪仪跟踪能力的全面测试。1系统组成及基本原理光电跟踪仪目标仿真系统的原理是通过计算机模拟真实场景的变换，通过视频叠加技术，在海天背景上叠加海上和空中目标，配合光电跟踪仪进行工作，达到了真实仪器和虚拟现实系统的实时同步，从而完成对光电跟踪仪跟踪能力的测试［45］。光电跟踪仪目标仿真系统主要由工控计算机和控制机箱组成。控制机箱包含操控模块、低压电源、距离模拟电路板、检测控制板和角度转换板五个部分。工控计算机中包含高速视频叠加卡、显卡。高速视频叠加卡用于目标的叠加和产生，距离模拟电路板和角度转换板用于目标三维航路的生成，检测控制板用于激光主、回波信号的模拟和时统信号的对准。其原理图如图1所示。图1光电跟踪仪目标仿真系统原理图Fig.lSchematicdiagramoftargetsimulatorforoptoelectronicaltrackingsystem光学仪器第37卷第2期罗静玲，等：光电跟踪仪目标仿真系统设工作原理通过光电跟踪仪目标仿真系统的计算机软件界面设置模拟目标参数，计算机根据目标的距离、模拟量，由计算机解算出目标叠加在视频图像上的位置；通过视频叠加卡生成模拟目标视频信号及相关背景，并依航向、航速、航路捷径和光电跟踪仪传送过来的测7N据模拟目标的距离确定激光主、回波信号，将叠加了模拟目标的视频和模拟的激光主、回波信号回送给光电跟踪仪；通过控制机箱的操控模块对光电跟踪仪进行操控，完成模拟目标捕获、提取、跟踪和测距，光电跟踪仪目标仿真系统根据光电跟踪仪发送回来的目标跟踪误差来评定其跟踪性能［6］。2目标仿真软件设计光电跟踪仪目标仿真系统采用WindowsXP操作系统，其软件设计采用VC6.0、OpenGLo功能模块可分为人机交互、目标航路计算、目标仿真图像绘制、仿真图像视频叠加、数据与图像处理发送、数据处理评估、系统自检等模块。2.1目标航路计算根据设定的目标类型、目标速度、航向等信息，实现目标航路的计算，实时计算出目标在当前时刻的三维坐标参数。2...