红外成像导引头信号调理卡的设计
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一种红外图像调理卡的设计摘要:抗红外杂散光能力是评价红外成像制导武器性能的一项重要指标。
在红外杂散光评估设备中,由于导引头输出的图像数据一般为LVDS和HOTLink两种格式,不能被评估设备直接读取,为此设计了一种图像调理卡,采用FPGA为控制核心,将导引头图像进行格式转换并经图像采集卡传输至上位机。
实验中,对128*128、100fps的LVDS图像和128*128、150fps的HOTLink图像实时、连续地采集传输。
实验结果表明,该图像调理卡能满足红外杂散光评估设备测试的需要。
关键词:LVDS;HOTLink;图像采集;FPGAAn infrared image conditioning card design Guo Xu-min[1],Li Yan-ning*[1],Duan Meng[2],Chen Kun[1],Dante Dorantes[1],Gu Shuang[1],Fu Xing[1],Hu Xiao-tang[1]([1]State Key Laboratory of Precision Measuring T echnology and Instruments,Tianjin University,Tianjin 300072,China;[2]China Airborne Missile Academy,Luoyang Henan 471009,China) Abstract:The ability of infrared imaging-guided weapons to against infrared stray light is an important index. In the infrared stray light assessment equipment, image data output of seeker commonly is LVDS and HOTLink formats and can not identified by the assessment. Therefore designed a kind of image conditioning card, using FPGA as its control core, its function is to realize the image formant conversion and transmit to the first bit computer through acquisition card. In the experiment, acquired and transmitted the 128*128、100fps of LVDS image and 128*128、150fps of HOTLink image continuously and real-time. The experimental results show that the image conditioning card can meet the testing needs of the stray light assessment equipment.Key word: LVDS ;HOTLink;Image Acquisition;FPGA0 引言红外制导是精确制导武器的一种重要制导方式,又分为红外非成像制导和红外成像制导。
基于图像序列的四元红外导引头信号源设计孙传新;杨东升;闫杰【期刊名称】《红外技术》【年(卷),期】2014(000)006【摘要】For the requirement in development and test of infrared seeker, a signal source for quaternary IR seeker based on image sequence has been designed, which can make use of IR image sequence generated by software and flying data of other models and real-time output four pulse signals to the electronic cabin by hardware platform. The research is focused on signal source hardware system design based on PCI9054 and FPGA and wave generation method when image pixels and detector array are partly overlapped and the roll angle is not zero. The signal source designed can guarantees real-time and high accuracy.%针对红外导引头生产和研发的需要,提出了一种基于图像序列的四元红外导引头信号源设计方法,该方法可利用软件生成的红外图像序列和其它型号的挂飞图像,并由硬件平台实时输出四路脉冲信号给电子舱。
重点研究了探测器阵列与图像像素部分重叠以及存在滚转角情况下探测臂波形的生成、基于PCI9054和FPGA的信号源硬件系统设计。
基于TS-101的红外导引头实时图像处理系统硬件设计
张兴国
【期刊名称】《制导与引信》
【年(卷),期】2006(027)003
【摘要】基于系统的实用性考虑,介绍了一种应用在红外导引头上的实时红外图像处理系统.该系统以AnalogDevices公司的高性能数字信号处理器TS-101为核心,结合ALTERA公司的复杂可编程逻辑器件EPM7128进行逻辑控制,完成对采集的红外图像进行实时处理.重点介绍了该实时红外图像处理系统的硬件组成和工作原理.
【总页数】4页(P48-51)
【作者】张兴国
【作者单位】西安电子科技大学,技术物理学院,陕西,西安,710071
【正文语种】中文
【中图分类】TJ7
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1.基于1394a的高速图像处理系统的硬件设计与实现 [J], 熊炜;吴凭天;胡科开
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哲民;许家栋
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第35卷,增刊红外与激光工程2006年l o月V bl-35Suppl em e nt I nf r ar cd a nd Las er E ngi ne er i ng O ct.2006高性能红外成像导引头设计中值得重视的几个问题范晋祥(中国航天科技集团公司八院八部,上海200233)摘要:近年来,随着精确制导武器在现代战争中的地位不断提高,红外成像寻的制导技术的开发与运用越来越受到国内外的重视,而随着作战使命和作战环境的日益复杂化,精确制导武器对红外成像导引头的要求也越来越高,要求红外成像导引头具有高探测灵敏度、高空间分辨率、大动态范围,并具有较强的目标识别能力、抗干扰能力和战场环境适应性.为了实现武器系统对红外成像导引头提出的越来越高的要求,在高性能的红外成像导引头设计中必须考虑到红外成像制导导弹的作战使命、作战对象、作战使用环境,充分重视红外成像导引头的权衡设计、红外焦平面阵列探测器的优化应用、复杂背景和对抗条件下的自主目标识别等问题,这样才能设计出高性能的红外成像导引头,全面满足武器系统对导引头提出的越来越高的要求.关键词:红外成像制导;导引头;权衡设计;红外焦平面阵列;自主目标识别中图分类号:TN2l文献标识码:A文章编号:1007.2276(2006)增A.0020.08一●』●●J●l●…l●●S0m e l m por t ant l S S U e S l n t ne deSl gn O I l nl r ar ed l m agl ngs ee ker w i t h hi gh per f.0r m anceF A N Ji I l—xi angf Tl培Eight h Syst锄D csi驴D印aml l蜘t,Thc Ei ght h Rc靼ar chA cadcⅡ%CA SC,S I啪gl,I I ai200233,C hi n a)A bs t豫ct:I n r e c ent yea rs,pre ci si on gui ded w e apons pl ay m or e锄d m or e i m p or t ant r ol e i n m odem w a r.BoⅡl hom e锄d abr o ad haV e a t t ac hed m or e and m or e i m port ance t o t he deV el o pm ent aIl d印pl i cat i ons of i n丘a r e d i m agi ng gui dance t echnology.w i th t he i nc re a si ng of t he com pl ex时of m i s si on and e nV i ronm e nt,pre c i s i on gui ded w e apons m al(e m or e s仃i ct dem an ds矗”i n行ar ed i m a gi l l g see ker.T l l e de m锄ds i nc l ude hi gl l det ec t i on s ensi t i V i吼l a唱e dyl l am i c r ange,bet t er t a玛e t r e cogI l i t i on capabi l i t y,be慨r卸t i-count em e嬲ur e capa bi l毋锄d be仕e r enV i r onm ent adapt abi l i t y.Tb i m pl em ent廿1e s t r ict de m a nds of w eapon s ys t em,s eV eral i m por t ant i s sue s s ho ul d be cons i der ed i n t he des i gn of i I l厅ar ed i m agi ng s ee ker w i廿l h培h per f om ance,such as t he m i s s i on,obj ect,and enV i r onm ent of i n疗ar e d i m agi Il g gui ded m is s i le.F unl le珊0r e,t l le仃adeofr des i gn,t he opt i m i zed印pl i cat i on of I R FPA船d A TR i n com pl i cat ed envi r o nm ent s ho ul d be concem ed.K ey w or ds:II l疔a re d i m a gi I l g gui d锄c e;See ke r;T】r2l deofr desi gn;I R FP A;A nt收稿日期:2006.08.13作者简介:范晋祥(1966.),男。
国防科技大学机电工程与自动化学院2001年 7月编写校对审核标检批准会签代号1任务来源多元红外探测系统信息处理平台是PL90空空导弹导引头关键部件之一,它用于采集和处理导引头红外探测器的感知信号,识别和确定目标方位,形成目标锁定需要的控制信号。
该信息处理平台是为我国第一个有自主知识产权的空空导弹而研制的,要求能够从复杂的地物背景干扰中识别出机动目标,具有很强的抗干扰能力、较强的机动能力。
这需要一个功能强大、稳定可靠的信息处理平台。
2技术要求现将测试仪的各项技术要求列写如下,以便于查阅与评审。
实现四路信号的相关检测,每路相关运算的相关阶数要达到250阶四路输入信号带宽:10Hz∽2.5KHz,要求A/D转换器,不低于12Bit,3个跳码,实现或等效实现7200点采样对输入的125Hz±3Hz基准信号(兼容100Hz)7200倍频一路D/A输出,12Bit,建立时间<500ns处理器为TMS320C6201B,内存128K×32的高速SBSRAM;访问速度120MHz。
与上位机F206进行通信的64X16位双口RAM,1M×8位的DSP的程序存储器FlashRAM;光耦:16路输出1路复位输出工程样机工作温度:-40℃∽+85℃3设计内容3.1总体结构设计主要包括两个模块,一是以ADSP2187为中心的IO预处理模块,二是以TMS320C6201B 为中心的高速信号处理模块组成。
IO预处理模块模块由6通道低噪声前置放大器和基于ADSP2187的高速、高精度锁相同步模块、以TMS320VC6201B为中心的红外阵列信号处理板组成,实现对微弱的红外信号进行滤波、放大、跟踪同步、相关预处理,并将相关预处理结果送入高速信息处理模块。
其技术难点是从受强噪声污染的三自由度陀螺的电锁信号提取导弹姿态同步信号,根据该信号对输入红外信号进行相关预处理,以抑制地物背景噪声。
高速信号处理模块主要由高速 TMS320C6201 DSP 和存储器组成(见图1),主要完成对目标的识别、跟踪。
红外导引头光学系统设计
方斌
【期刊名称】《光电工程》
【年(卷),期】2003(030)006
【摘要】根据红外导引头技术指标要求,选择光学系统的结构形式,初步确定光学系统的几何尺寸;以作用距离最大、系统双波段像差最小以及工艺要求最低为目标,利用开发的导引头光学系统通用设计软件进行光学系统参数优化.获得的光学系统在±20°的动态视场中弥散斑直径均小于0.1 5mm,导引头在给定条件下估算的作用距离达到39km.
【总页数】4页(P8-10,14)
【作者】方斌
【作者单位】空军工程大学工程学院,陕西,西安,710038
【正文语种】中文
【中图分类】V249.32
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1.双色红外导引头光学系统设计 [J], 方斌;邓领民
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4.自推进红外诱饵发展现状及干扰红外导引头机理分析 [J], 刘杰;刘国生;周建波;
陈宁;马贤杰;李增光
5.非制冷型640×512面阵红外导引头光学系统设计 [J], 孙爱平;龚杨云;浦恩昌;李泽民;雷旭峰
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红外成像导引头的结构设计第8章红外成像导引头的结构设计8.1红外成像导引头对结构的要求及结构设计内容与原则1.红外成像导引头对结构的要求好的总体⽅案要靠好的结构设计来实现,特别是对于⼩体积红外成像导引头来说,结构设计⾄关重要,结构设计⽅⾯的⼀⼩步突破可能就会为优良的红外成像导引头总体⽅案提供技术基础。
红外成像导引头对结构有如下要求:(1)严格限制体积和重量。
红外成像导引头⼀般装在导弹的前端,必须严格限制体积和质量。
为了增加有效载荷,⼀般都要求红外成像头质量轻,把有效的载荷让给战⽃部,但在某些场合为了增加导弹的静稳定度反⽽希望红外成像导引头有⽐较⼤的质量,⼩质量固然不容易实现,在体积受限的条件下实现⼤质量也⼗分困难。
另外保证红外成像导引头的质⼼满⾜要求也是⼗分必要的。
结构设计时必须选择紧凑的组装⽅式,电⼦舱结构设计时尽可能提⾼装填密度,随动平台设计时尽量避免笨重的实体结构。
(2)环境适应能⼒强、可靠性⾼。
红外成像导引头要承受导弹飞⾏过程中的冲击、振动、过载等各种恶劣⼒学环境条件,特别是需要具备⾼加速能⼒的导弹,红外成像导引头要承受⼤过载。
同时,红外成像导引头的成像探测器抗冲击、抗振动能⼒极其有限,需要采取特殊措施,如减振设计等。
除了要承受飞⾏时的恶劣环境外,还需要承受运输过程中的振动和冲击、⾼低温⼯作环境、盐雾和霉菌等。
所有这些都要求红外成像导引头的结构必须具备很强的环境适应能⼒。
结构设计时要保证红外成像导引头在承受各种静、动、热载条件下有⾜够的强度、刚度和稳定性,并满⾜各项动⼒学性能要求。
(3)⾼精度。
成像系统安装在随动平台上,成像系统的安装精度直接影响红外成像导引头的测量精度;陀螺安装时要保证测量轴与导弹各轴保持平⾏;红外光学整流罩安装在红外成像导引头壳体上,光学系统是活动的,红外光学整流罩与光学系统必须紧密配合才能可靠成像,因⽽对红外光学整流罩的安装精度要求较严;印制电路板与总线板之间也要求⾜够的连接精度,否则不能保证有效的电⽓连接。
红外成像导引头模糊PD控制器设计与仿真张向锋;李言俊【摘要】为提高红外成像导引头动态性能和跟踪精度,结合模糊控制与经典PID控制优点设计了一种模糊PD控制器,该控制器对系统参数变化及外界干扰具有很强的适应能力.仿真结果表明所设计的模糊PD控制器具有良好的动态特性和跟踪精度.【期刊名称】《弹箭与制导学报》【年(卷),期】2011(031)003【总页数】3页(P35-36,40)【关键词】模糊PD控制;红外成像导引头;PID控制【作者】张向锋;李言俊【作者单位】西北工业大学航天学院,西安710072;西北工业大学航天学院,西安710072【正文语种】中文【中图分类】TJ765.3330 引言红外成像导引头具有灵敏度高、能够在复杂背景条件下识别目标、抗电磁干扰能力强、打击目标种类多、全天时工作、能够实现发射后不管等特点,已成为世界各国军事应用中重点研究和竞相发展的关键技术之一[1]。
导引头预定回路的主要功能是实现光轴预置,将导引头的光轴预定指向需要的方向,减小目标截获时间,提高目标截获概率。
模糊控制与经典PID控制相比具有无需建立被控对象的数学模型,对被控对象的时滞、非线性和时变性具有一定适应能力等优点,同时对噪声也具有较强的抑制能力。
文中将模糊控制与经典PID控制优点相结合设计了一种模糊PD控制器,使红外成像导引头预定回路具有良好的动态性能与跟踪精度。
1 红外成像导引头预定回路数学模型1.1 红外成像导引头预定回路组成原理预定回路主要由控制器、伺服系统、成像系统、电位计和A/D转换电路组成。
其原理框图如图1所示。
控制器根据预定信号up以及成像系统光轴实际角位置uφ的角误差信号形成角速率指令控制随动系统以规定的速度转动来消除角误差,完成红外成像导引头光轴的预定功能。
1.2 红外成像导引头伺服系统数学模型写出电机电枢回路电压平衡方程:式中:Ri为功放电路输出电阻,一般可忽略;Rd为电机电枢电阻;Ke为电机反电动势导数;ua为电源电压。
红外激光双模导引头光学系统设计研究一、本文概述随着现代科技的不断进步,红外激光双模导引头在军事、航空航天、精密制造等领域的应用日益广泛。
作为一种先进的制导技术,红外激光双模导引头通过集成红外和激光两种制导模式,有效提高了制导精度和抗干扰能力。
因此,对红外激光双模导引头光学系统的设计研究具有非常重要的理论意义和实际应用价值。
本文旨在深入研究红外激光双模导引头光学系统的设计方法,探讨其关键技术和实现途径。
我们将对红外激光双模导引头的基本原理和组成进行介绍,明确其工作原理和性能要求。
然后,我们将重点分析光学系统的设计要素,包括光学元件的选择、光路设计、像质优化等方面。
在此基础上,我们将探讨红外激光双模导引头光学系统的关键技术,如光学元件的精密加工、光学系统的热设计和环境适应性等。
我们将结合实例,对红外激光双模导引头光学系统的设计进行具体分析和优化,为其在实际应用中的性能提升提供理论支持和实践指导。
通过本文的研究,我们期望能够为红外激光双模导引头光学系统的设计提供一套完整、系统的理论框架和技术支持,推动该领域的技术进步和应用发展。
我们也希望能够为相关领域的研究人员提供有益的参考和启示,共同推动红外激光双模导引头技术的不断创新和发展。
二、红外激光双模导引头光学系统基本原理红外激光双模导引头光学系统是一种先进的制导技术,结合了红外和激光两种制导模式的优点,从而提高了制导精度和抗干扰能力。
其基本原理主要基于红外成像和激光测距技术。
红外成像技术利用物体发射或反射的红外辐射来形成图像。
在红外导引头中,红外探测器接收目标物体发出的红外辐射,通过信号处理将辐射转换为电信号,进而生成目标的红外图像。
这种图像不仅能在可见光受限的环境下(如夜间或雾霾天气)提供目标的可见性,还能通过不同物体的红外辐射特性来区分目标和背景。
激光测距技术则通过测量激光脉冲从导引头发射到目标并返回的时间来计算目标与导引头之间的距离。
激光测距具有高精度和高速度的特点,能够实时提供目标的距离信息。