【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及一種攜帶可見光平臺導引頭的半實物仿真裝置及仿真方法。
技術介紹
1、隨著圖像識別和ai算法的快速發展，越來越多智能飛行器選擇搭載可見光平臺導引頭。導引頭為了看清遠距離目標會調整焦距，導致導引頭的視場較小，而智能飛行器的飛行速度很快，輕微的干擾就可能導致目標脫離導引頭視場，導致目標丟失，為了隔絕飛行器的姿態運動對導引頭的目標鎖定影響，加入了位標器，輔助增加了導引頭的可調視場角。
2、在半實物仿真試驗中，導引頭安裝在轉臺上后只能跟隨轉臺進行飛行器的姿態運動，而此時的導引頭依然穩定跟蹤目標，其目標視線角度隨著飛行軌跡仿真運行發生了變化，因此需要模擬出導引頭因飛行器位置改變或目標發生位置改變產生的視線角度變化。
3、常規的試驗方法是使用五軸轉臺配合可見光光源和平行光管進行試驗。導引頭安裝在轉臺上后，轉臺的內中外三個框架模擬飛行器的姿態運動，另外的俯仰和航向兩個框架安裝可見光光源和平行光管模擬因飛行器或目標空間位置變化產生的視線角度運動。這種測試方法屬于常規方法，因為目標跟蹤識別和ai算法的快速發展，存在短時間無法具備常規試驗設備的情況，五軸轉臺需要長時間的搭建，模擬光源和相應的平行光管也存在高昂的成本問題。
技術實現思路
1、為了解決上述技術問題，本專利技術提供一種結構簡單、工作可靠的攜帶可見光平臺導引頭的半實物仿真裝置，并提供一種操作方便的攜帶可見光平臺導引頭的半實物仿真方法。
2、本專利技術解決上述技術問題的技術方案是：一種攜帶可見光平
3、信號模擬部分包括電視屏幕和目標模擬裝置，電視屏幕與目標模擬裝置連接；目標模擬裝置實現導引頭的標定以及接收主控機發送的視線角度信號，生成目標在電視屏幕上的大小和位置信息；電視屏幕接收目標模擬裝置生成的信號進行投屏顯示，并被導引頭所接收；
4、運動模擬部分包括用于完成模擬飛行器俯仰、偏航、滾轉三通道角度位置運動的三軸轉臺，三軸轉臺包括臺體和控制柜，臺體上裝載試驗用的導引頭；控制柜用于實現臺體的本地控制以及輸出實時視線角度給目標模擬裝置；
5、測試主控部分包括導引頭、計算機、仿真機和主控機，導引頭、計算機、主控機依次連接，主控機與仿真機、目標模擬裝置連接；導引頭識別跟蹤電視屏幕上顯示的目標，生成目標的視線角度給計算機，計算機根據視線角度和采集的陀螺數據解算出控制指令；仿真機用于模擬飛行器的空間位置運動，并根據計算機解算的控制指令實時計算更新當前飛行器姿態和彈道位置；主控機則作為提供給操作人員的控制終端，實現可視化功能以及各部件之間的數據交互，并將仿真試驗數據保存等待試驗結束后分析。
6、上述攜帶可見光平臺導引頭的半實物仿真裝置，所述臺體作為整個三軸轉臺的最終執行機構，包括內框、中框、外框和基座，內框用于模擬飛行器自身的旋轉，內框上固定導引頭和計算機；中框用于模擬飛行器的偏航角運動；外框用于模擬飛行器的俯仰角運動。
7、上述攜帶可見光平臺導引頭的半實物仿真裝置，所述主控機配備多個rs422、rs485通信接口、光纖通信接口、以太網通信接口、ad模塊、da模塊，主控機通過串口通信實現與計算機的實時信號交互以及發送視線角度信號數據給目標模擬裝置。
8、上述攜帶可見光平臺導引頭的半實物仿真裝置，所述導引頭與三軸轉臺的回轉中心重合。
9、一種攜帶可見光平臺導引頭的半實物仿真方法，包括以下步驟：
10、步驟一：建立仿真模型；
11、建立三軸轉臺臺體的運動控制模型、數據分析模塊、數據顯示模塊、人機交互模塊和數據存儲模塊；
12、步驟二：三軸轉臺初始化及測試；
13、步驟三：可見光平臺導引頭的標定；
14、步驟四：啟動半實物仿真試驗；
15、步驟五：試驗后處理；
16、待試驗結束后，將試驗得到的參數保存在數據存儲裝置內，并通過參數分析制導控制性能。
17、上述攜帶可見光平臺導引頭的半實物仿真方法，所述步驟二具體過程為：
18、三軸轉臺控制系統加電，控制柜通過三軸轉臺控制系統給出的指令，對三軸轉臺臺體的內框、中框、外框進行初始化，控制內框、中框、外框尋找初始零點，設置內框、中框、外框的工作方式及各框的軟限位、軟限速值；
19、三軸轉臺控制系統對三軸轉臺臺體進行靜態和動態測試，保證三軸轉臺臺體的三個框架工作正常。
20、上述攜帶可見光平臺導引頭的半實物仿真方法，所述步驟三具體過程為：
21、將導引頭安裝在三軸轉臺的內框中心位置，導引頭和三軸轉臺的回轉中心重合，導引頭的鏡頭水平朝向電視屏幕，固定當前三軸轉臺的框架角度，電視屏幕放置在距離導引頭3m的位置，使用目標模擬裝置進入標定模式，將目標顯示在電視屏幕中心位置，目標大小先選用直徑10個像素的圓，調整電視屏幕位置讓目標進入導引頭視場或視場中心位置，之后導引頭鎖定目標，調整目標在電視屏幕中的位置，記錄對應的導引頭的框架移動角度，計算出當前位置下像素點移動和框架角的對應關系，之后固定電視屏幕位置。
22、上述攜帶可見光平臺導引頭的半實物仿真方法，所述步驟三中，計算當前位置下像素點移動和框架角度的對應關系的公式為：
23、；
24、式中， x為電視屏幕中移動的像素點數量， l為電視屏幕距離導引頭的長度， deg為導引頭移動的框架角， p為導引頭的移動框架角對應電視屏幕移動像素點的比例。
25、上述攜帶可見光平臺導引頭的半實物仿真方法，所述步驟四具體過程為：
26、仿真機控制三軸轉臺運動到發射框架角，進入仿真模式，給各部件加電，仿真機、主控機、目標模擬裝置運行，臺體到位后，通過主控機控制導引頭鎖定電視屏幕上的目標，之后給出發射信號；
27、仿真機通過主控機發送當前視線角度給目標模擬裝置，由目標模擬裝置模擬生成目標，仿真機模擬飛行過程控制轉臺姿態，目標模擬裝置模擬目標位置和大小，導引頭識別跟蹤目標，實時傳輸視線角度給計算機，計算機接收視線角度的同時采集陀螺數據解算當前姿態，并根據導引頭的制導信息解算控制指令，主控機接收控制指令并將控制指令寫入相應的光纖地址，仿真機實時讀取光纖地址中的控制指令，計算修正當前的發射系下飛行器的位置和姿態信息同時驅動轉臺。
28、本專利技術的有益效果在于：
29、1、本專利技術使用電視屏幕和目標模擬裝置的組合替代五軸轉臺和可見光光源和平行光管，能夠快速進行導引頭的性能驗證，實現更快的產品功能驗證和版本迭代，并且大大降低驗證成本。
30、2、本專利技術的模擬信號最終投屏顯示在電視屏上，因此可以靈活地增加電視屏幕與導引頭之間的距離，避免沒有平行光管時距離過近導致的鏡頭無法聚焦成像的本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種攜帶可見光平臺導引頭的半實物仿真裝置，其特征在于：包括信號模擬部分、運動模擬部分以及測試主控部分；
2.根據權利要求1所述的攜帶可見光平臺導引頭的半實物仿真裝置，其特征在于：所述臺體作為整個三軸轉臺的最終執行機構，包括內框、中框、外框和基座，內框用于模擬飛行器自身的旋轉，內框上固定導引頭和計算機；中框用于模擬飛行器的偏航角運動；外框用于模擬飛行器的俯仰角運動。
3.根據權利要求1所述的攜帶可見光平臺導引頭的半實物仿真裝置，其特征在于：所述主控機配備多個RS422、RS485通信接口、光纖通信接口、以太網通信接口、AD模塊、DA模塊，主控機通過串口通信實現與計算機的實時信號交互以及發送視線角度信號數據給目標模擬裝置。
4.根據權利要求1所述的攜帶可見光平臺導引頭的半實物仿真裝置，其特征在于：所述導引頭與三軸轉臺的回轉中心重合。
5.一種基于權利要求2所述的半實物仿真裝置的攜帶可見光平臺導引頭的半實物仿真方法，其特征在于，包括以下步驟：
6.根據權利要求5所述的攜帶可見光平臺導引頭的半實物仿真方法，其特征在于，所述步
7.根據權利要求5所述的攜帶可見光平臺導引頭的半實物仿真方法，其特征在于，所述步驟三具體過程為：
8.根據權利要求7所述的攜帶可見光平臺導引頭的半實物仿真方法，其特征在于，所述步驟三中，計算當前位置下像素點移動和框架角度的對應關系的公式為：
9.根據權利要求5所述的攜帶可見光平臺導引頭的半實物仿真方法，其特征在于，所述步驟四具體過程為：
...【技術特征摘要】
1.一種攜帶可見光平臺導引頭的半實物仿真裝置，其特征在于：包括信號模擬部分、運動模擬部分以及測試主控部分；
2.根據權利要求1所述的攜帶可見光平臺導引頭的半實物仿真裝置，其特征在于：所述臺體作為整個三軸轉臺的最終執行機構，包括內框、中框、外框和基座，內框用于模擬飛行器自身的旋轉，內框上固定導引頭和計算機；中框用于模擬飛行器的偏航角運動；外框用于模擬飛行器的俯仰角運動。
3.根據權利要求1所述的攜帶可見光平臺導引頭的半實物仿真裝置，其特征在于：所述主控機配備多個rs422、rs485通信接口、光纖通信接口、以太網通信接口、ad模塊、da模塊，主控機通過串口通信實現與計算機的實時信號交互以及發送視線角度信號數據給目標模擬裝置。
4.根據權利要求1所述的攜...
【專利技術屬性】
技術研發人員：陳再祝，王曉雪，夏鵬飛，黃童，申杰辰，王敏輝，
申請(專利權)人：江南工業集團有限公司，
類型：發明
國別省市：
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