[发明专利]光电稳定跟踪平台跟踪性能测试装置

摘要

本发明公开了一种光电稳定跟踪平台跟踪性能的测试装置，该装置由平行光管、显示屏、视频管理计算机组成，视频管理计算机可以直接输出实际录制的包含真实目标和背景的视频图像，也可以输出通过软件叠加生成的含有模拟目标和背景的视频图像，显示屏放置在平行光管的焦面上，显示屏显示视频管理计算机输出的含有背景和模拟目标的视频图像,平行光管将准直后的视频图像送入被测光电稳定跟踪平台的视场中。该装置不仅能够测试光电稳定跟踪平台的伺服跟踪回路性能，而且能够通过显示屏上的图像背景和模拟目标的变化测试视频跟踪器的性能，实现了光电稳定跟踪平台跟踪综合性能测试。该测试装置具有结构简单、易于操作、测试范围广的优点。

主权项

一种光电稳定跟踪平台跟踪性能测试装置，其特征在于：它包括平行光管(1)、显示屏(2)、视频传输线(3)、视频管理计算机(4)，显示屏(2)放置在平行光管(1)的物镜焦面处，视频管理计算机(4)通过视频传输线(3)与显示屏(2)相连，显示屏(2)以图像形式显示视频管理计算机(4)输出的视频数据，平行光管(1)将显示屏(2)的图像准直成平行光束并投射到被测光电稳定跟踪平台(5)的视场中，所述视频管理计算机(4)装有视频源、视频数据库和视频管理软件包，其中：所述视频源是在自然环境中采集的含有真实目标和背景的视频图像；所述视频数据库包含背景视频数据库和目标数据库，目标数据库中的各目标数据均是由a×b像素区域构成的视频数据，其中a为像素区域的X向像素点数，b为像素区域的Y向像素点数，a与b的比值由所述光电稳定跟踪平台跟踪性能测试装置的视频制式决定，a×b像素区域是目标外形的外切矩形，在该外切矩形中，组成目标的各像素点的像素值不为零，其余像素点的像素值均为零；所述视频管理软件包含有界面模块、目标生成模块、视频叠加模块和视频播放模块；所述界面模块设有开始按钮、停止按钮、视频选择菜单、视频路径栏、参数设置子界面：当视频选择菜单选择视频源时，激活视频路径栏，当视频选择菜单选择视频数据库时，打开参数设置子界面；视频路径栏的功能是确定视频源的存放路径；参数设置子界面的功能是设置目标生成模块、视频叠加模块运行时所需的相关参数；所述目标生成模块功能是：当接收到开始按钮指令时，完成以下两个操作：(1)根据下述一组公式计算出模拟目标在显示屏上的像素个数： N ′ = M ′ × ( H 1 x ′ ) - - - ( 1 ) H 1 = H 2 × ( f 1 f 2 ) - - - ( 2 ) H 2 = x × ( N M ) - - - ( 3 ) 式中：N'为模拟目标在显示屏上X向的像素点数，x'为显示屏X向的尺寸，M'为显示屏X向的分辨率，H1为显示屏上模拟目标的X向尺寸，H2为模拟目标在光电稳定跟踪平台CCD靶面上像的X向尺寸，f1为平行光管的焦距，f2被测光电稳定跟踪平台的光学系统焦距，x为CCD靶面的X向尺寸，M为CCD靶面X向的分辨率，N为模拟目标在CCD靶面上X向的像素点数，其取值要保证投射到被测光电稳定跟踪平台的视频图像中的模拟目标既能够被视频跟踪处理器识别，又要小于视频跟踪处理算法模板的大小；在得到模拟目标在显示屏上X向像素点数N'后，再根据本发明所选视频的视频制式得到模拟目标在显示屏上Y向的像素点数L'；(2)依据参数设置子界面所选目标的类型，调用所述目标数据库中的相关数据，并将该目标的a×b像素区域同比压缩到N'×L'的区域内，从而生成当前测试所需的模拟目标，并将该模拟目标送入视频叠加模块；所述视频叠加模块的功能是：依据参数设置子界面所选背景的类型，调用所述背景视频数据库中的相关数据，当接收到目标生成模块送入的模拟目标时，依据下述方法计算出相邻两帧视频图像中模拟目标的运动变化量，并根据计算得出的运动变化量，在所调用的背景视频中各帧图像的对应位置处叠加所述模拟目标，由此形成连续的视频图像并送入视频播放模块，相邻两帧视频图像中模拟目标运动变化量的具体计算方式如下：如果测试光电稳定跟踪平台的跟踪角速率，则视频叠加模块由下述公式计算出相邻两帧视频图像中模拟目标的直线运动变化量： l = f 1 × tgω s f - - - ( 4 ) 式中，l为相邻两帧视频图像中模拟目标的位移量，f为视频图像的帧频，ωs 为参数设置子界面中设置的光电稳定跟踪平台的方位跟踪角速度或俯仰跟踪角速度；如果测试光电稳定跟踪平台的跟踪角加速度，则视频叠加模块由下述公式计算出相邻两帧视频图像中模拟目标的圆周运动角位移量： θ = ω m f - - - ( 5 ) a sx max = a sy max = ω m 2 R f 1 - - - ( 6 ) 式中，式中，θ为相邻两帧视频图像中模拟目标的角位移量，ωm为模拟目标运动角速率，asxmax为光电稳定跟踪平台变加速运动测试中的最大方位跟踪角加速度，asymax为光电稳定跟踪平台变加速运动测试中的最大俯仰跟踪角加速度，R为模拟目标圆周运动的半径；所述视频播放模块的功能是:在选择视频源的情况下，当接收到开始按钮指令时，直接调出所述视频源且通过视频卡将该视频数据输出到显示屏显示，直到接收到停止按钮指令为止；在选择视频数据库的情况下，将所述视频叠加模块送来的视频数据通过视频卡输出到显示屏显示，直到接收到停止按钮指令为止。