本發(fā)明屬于現(xiàn)代煙幕技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及到一種用于評(píng)價(jià)可見(jiàn)光煙幕遮蔽效應(yīng)的測(cè)試方法。

背景技術(shù)：

煙幕是一種有效的光電無(wú)源干擾物，通過(guò)遮蔽干擾使光電掃描，跟蹤裝備和精確制導(dǎo)武器失去跟蹤和攻擊的目標(biāo)。自20世紀(jì)60年代以來(lái)，很多國(guó)家都已陸續(xù)使用多種類(lèi)型的干擾彈、煙幕彈、發(fā)煙彈等裝備部隊(duì)，幾乎在所有的現(xiàn)代坦克和裝甲車(chē)上都配有發(fā)射裝置。在不破壞電力系統(tǒng)的條件下能夠阻止儀器對(duì)電磁波頻譜的正常有效作用，使敵人的偵察制導(dǎo)雷達(dá)迷盲，無(wú)線(xiàn)電指揮系統(tǒng)失靈，士兵無(wú)法準(zhǔn)確觀(guān)察目標(biāo)。

現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)中，隨著第三代反坦克導(dǎo)彈研制成功。傳統(tǒng)的注重坦克前裝甲防護(hù)的概念已經(jīng)不再適應(yīng)，來(lái)自坦克側(cè)翼、后方、尤其空中的威脅日益加重。在這種形勢(shì)下，坦克自衛(wèi)煙幕不能夠只作為消極防護(hù)手段，無(wú)論在坦克的進(jìn)攻，撤退，轉(zhuǎn)移中，對(duì)敵人的瞄準(zhǔn)或火力攻擊有著積極干擾和遮蔽防護(hù)作用。因此，必須對(duì)煙幕的遮蔽性能進(jìn)行測(cè)試。

傳統(tǒng)煙幕遮蔽效能檢測(cè)方法是采用測(cè)量透過(guò)率來(lái)評(píng)價(jià)煙幕遮蔽效能，煙幕透過(guò)率測(cè)量的方法有很多種，最常見(jiàn)得有單通道測(cè)量、多通道測(cè)量、逐點(diǎn)測(cè)量、單點(diǎn)測(cè)量等方法。這些測(cè)量方法大多針對(duì)點(diǎn)、光通道測(cè)量，其中單點(diǎn)和單通道測(cè)量的隨機(jī)性較大，多點(diǎn)或多通道對(duì)此有較大的改善，但是，理想的表示煙幕透過(guò)率方法是能夠表示煙幕所在區(qū)域各點(diǎn)處得透過(guò)率的值。此外，當(dāng)被遮擋物與煙幕的對(duì)比度接近時(shí)，煙幕的透過(guò)率即使很小，這時(shí)候煙幕的遮蔽效果也很好，這就說(shuō)明用透過(guò)率來(lái)評(píng)價(jià)可見(jiàn)光煙幕遮蔽效應(yīng)不夠完善和準(zhǔn)確。

綜上所述，現(xiàn)有技術(shù)當(dāng)中亟需要一種新的測(cè)試方法來(lái)解決此類(lèi)問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題為:針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足和缺陷，本發(fā)明提供一種計(jì)算簡(jiǎn)便、操作簡(jiǎn)單、省時(shí)省力、效率高的一種用于評(píng)價(jià)可見(jiàn)光煙幕遮蔽效應(yīng)的測(cè)試方法。

一種用于評(píng)價(jià)可見(jiàn)光煙幕遮蔽效應(yīng)的測(cè)試方法，包括以下步驟，并且以下步驟順次進(jìn)行，

步驟一、選取標(biāo)桿為測(cè)量時(shí)的背景參照物，并在標(biāo)桿的外側(cè)壁上涂覆寬度一致的紅白相間條紋標(biāo)識(shí)，相鄰的條紋間距為H，將標(biāo)桿固定安裝在標(biāo)桿底座上，AOTF聲光可調(diào)濾波器光譜成像儀中的CCD相機(jī)采集無(wú)煙幕遮擋的背景圖像，并得到標(biāo)桿條紋像的相鄰條紋間距為H’，則定標(biāo)常量A＝H/H’；

步驟二、保持標(biāo)桿和AOTF聲光可調(diào)濾波器光譜成像儀的位置不變，在標(biāo)桿所在的位置釋放煙幕，AOTF聲光可調(diào)濾波器光譜成像儀中的CCD相機(jī)實(shí)時(shí)采集透過(guò)煙幕的標(biāo)桿光譜圖像并傳輸至數(shù)據(jù)處理終端，同時(shí)CCD相機(jī)將采集實(shí)時(shí)透過(guò)煙幕的標(biāo)桿光譜圖像的時(shí)間點(diǎn)傳輸至數(shù)據(jù)處理終端；

步驟三、數(shù)據(jù)處理終端將實(shí)時(shí)采集的透過(guò)煙幕的標(biāo)桿光譜圖像進(jìn)行γ校正，合成真彩圖像并通過(guò)顯示屏中的圖像顯示界面顯示，數(shù)據(jù)處理終端將合成的真彩圖像與無(wú)煙幕遮擋的背景圖像做差分，獲得煙幕對(duì)比度，煙幕對(duì)比度不大于0.02，判定煙幕形成有效遮蔽，

數(shù)據(jù)處理終端記錄煙幕有效遮蔽的起止時(shí)間點(diǎn)，并獲得煙幕有效遮蔽的起止時(shí)間點(diǎn)的差值并通過(guò)顯示屏顯示，該差值為煙幕有效遮蔽持續(xù)時(shí)間；

步驟四、數(shù)據(jù)處理終端通過(guò)公式獲得煙幕尺寸D并通過(guò)顯示屏中的數(shù)據(jù)顯示界面顯示，煙幕空間幾何尺寸為D：

式中，N為目標(biāo)所占有的圖像像素?cái)?shù)，L為測(cè)試設(shè)備與目標(biāo)的距離，d為探測(cè)器像元尺寸，f為CCD相機(jī)的焦距，

式中，L/f＝A＝H/H’，A為定標(biāo)常量。

所述步驟一中的CCD相機(jī)為高速彩色CCD相機(jī)。

所述步驟三中的γ校正為對(duì)AOTF聲光可調(diào)濾波器光譜成像儀實(shí)時(shí)采集的透過(guò)煙幕的標(biāo)桿光譜圖像進(jìn)行加權(quán)合成，加權(quán)系數(shù)為在對(duì)應(yīng)波段的人眼視覺(jué)效率除以AOTF聲光可調(diào)濾波器光譜成像儀中CCD相機(jī)的光譜響應(yīng)頻率。

通過(guò)上述測(cè)量方法，本發(fā)明可帶來(lái)如下有益效果：

本發(fā)明一種用于評(píng)價(jià)可見(jiàn)光煙幕遮蔽效應(yīng)的測(cè)試方法利用AOTF聲光可調(diào)濾波器光譜成像儀2代替了傳統(tǒng)透過(guò)率檢測(cè)方法，提出新的測(cè)量方法，利用AOTF聲光可調(diào)濾波器光譜成像儀2能有目的地設(shè)定工作的光譜波段，可以通過(guò)快速實(shí)時(shí)地選擇光譜波長(zhǎng)獲取目標(biāo)的多光譜圖像。CCD相機(jī)所采集的多光譜圖像，在目標(biāo)的特征光譜波段內(nèi)可反映目標(biāo)特性，并分析煙幕遮蔽效能?；谌搜酆铣傻恼娌蕡D像，此真彩圖像完全符合人眼視覺(jué)效果，以此評(píng)價(jià)可見(jiàn)光煙幕遮蔽效能，更加貼近實(shí)際情形。

附圖說(shuō)明

以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說(shuō)明。

圖1是一種用于評(píng)價(jià)可見(jiàn)光煙幕遮蔽效應(yīng)的測(cè)試系統(tǒng)中煙幕尺寸測(cè)量示意圖。

圖2是一種用于評(píng)價(jià)可見(jiàn)光煙幕遮蔽效應(yīng)的測(cè)試系統(tǒng)中煙幕測(cè)試工作過(guò)程示意圖。

圖中，1-煙幕、2-AOTF聲光可調(diào)濾波器光譜成像儀、3-數(shù)據(jù)處理終端。

具體實(shí)施方式

如圖所示，測(cè)試時(shí)，AOTF聲光可調(diào)濾波器光譜成像儀2持續(xù)采集透過(guò)煙幕1的標(biāo)桿光譜圖像，在數(shù)據(jù)處理終端3合成圖像與施放煙幕1前采集的無(wú)煙幕遮蔽真彩圖像進(jìn)行對(duì)比，評(píng)價(jià)煙幕1是否形成有效遮蔽。

煙幕1的空間幾何尺寸為D：

式中，N為目標(biāo)所占有的圖像像素?cái)?shù)，L為測(cè)試設(shè)備與目標(biāo)的距離，d為探測(cè)器像元尺寸，f為CCD相機(jī)的焦距，

在實(shí)際使用過(guò)程中，AOTF聲光可調(diào)濾波器光譜成像儀2的焦距f存在誤差，加上測(cè)試設(shè)備與被測(cè)的目標(biāo)的距離，即工作距L每次測(cè)試時(shí)都在變化，若每次都要實(shí)際測(cè)量出L值，其誤差會(huì)很大，實(shí)際操作性很差。由于公式中L/f＝A是常量，A為定標(biāo)常量，因此可以采用標(biāo)桿定標(biāo)的方法在正式測(cè)試前對(duì)定標(biāo)常量A進(jìn)行標(biāo)定。

利用標(biāo)桿為測(cè)量時(shí)提供背景參照物，并在測(cè)量煙幕1尺寸進(jìn)行定標(biāo)時(shí)使用；利用AOTF聲光可調(diào)濾波器光譜成像儀2持續(xù)采集透過(guò)煙幕1的標(biāo)桿光譜圖像；利用數(shù)據(jù)處理終端3將采集到的光譜圖像進(jìn)行加權(quán)合成，形成基于人眼的真彩圖像；利用圖像輸出將合成的圖像與施放煙幕1前采集的無(wú)煙幕遮擋的背景圖像進(jìn)行對(duì)比，以此來(lái)評(píng)價(jià)煙幕1是否形成有效遮蔽；利用數(shù)據(jù)輸出通過(guò)公式計(jì)算出煙幕1尺寸、煙幕1持續(xù)時(shí)間等效應(yīng)參數(shù)。

一種用于評(píng)價(jià)可見(jiàn)光煙幕遮蔽效應(yīng)的測(cè)試方法，包括以下步驟，并且以下步驟順次進(jìn)行，

步驟一、選取標(biāo)桿為測(cè)量時(shí)的背景參照物，并在標(biāo)桿的外側(cè)壁上涂覆寬度一致的紅白相間條紋標(biāo)識(shí)，相鄰的條紋間距為H，將標(biāo)桿固定安裝在標(biāo)桿底座上，AOTF聲光可調(diào)濾波器光譜成像儀2中的CCD相機(jī)采集無(wú)煙幕遮擋的背景圖像，并得到標(biāo)桿條紋像的相鄰條紋間距為H’，則定標(biāo)常量A＝H/H’；

步驟二、保持標(biāo)桿和AOTF聲光可調(diào)濾波器光譜成像儀2的位置不變，在標(biāo)桿所在的位置釋放煙幕1，AOTF聲光可調(diào)濾波器光譜成像儀2中的CCD相機(jī)實(shí)時(shí)采集透過(guò)煙幕1的標(biāo)桿的光譜圖像并傳輸至數(shù)據(jù)處理終端3，同時(shí)CCD相機(jī)將采集實(shí)時(shí)透過(guò)煙幕1的標(biāo)桿的光譜圖像的時(shí)間點(diǎn)傳輸至數(shù)據(jù)處理終端3；

步驟三、數(shù)據(jù)處理終端3將實(shí)時(shí)采集的透過(guò)煙幕1的標(biāo)桿的光譜圖像進(jìn)行γ校正，合成真彩圖像并通過(guò)顯示屏中的圖像顯示界面顯示，數(shù)據(jù)處理終端3將合成的真彩圖像與無(wú)煙幕1遮擋的背景圖像做差分，獲得煙幕對(duì)比度，煙幕對(duì)比度不大于0.02，判定煙幕1形成有效遮蔽，

數(shù)據(jù)處理終端3記錄煙幕1有效遮蔽的起止時(shí)間點(diǎn)，并獲得煙幕1有效遮蔽的起止時(shí)間點(diǎn)的差值并通過(guò)顯示屏顯示，該差值為煙幕1有效遮蔽持續(xù)時(shí)間；

步驟四、數(shù)據(jù)處理終端3通過(guò)公式獲得煙幕1的尺寸D并通過(guò)顯示屏中的數(shù)據(jù)顯示界面顯示，煙幕1的空間幾何尺寸為D：

式中，N為目標(biāo)所占有的圖像像素?cái)?shù)，L為測(cè)試設(shè)備與目標(biāo)的距離，d為探測(cè)器像元尺寸，f為CCD相機(jī)的焦距，

式中，L/f＝A＝H/H’，A為定標(biāo)常量。

所述步驟一中的CCD相機(jī)為高速彩色CCD相機(jī)。

所述步驟三中的γ校正為對(duì)AOTF聲光可調(diào)濾波器光譜成像儀2實(shí)時(shí)采集的透過(guò)煙幕的標(biāo)桿光譜圖像進(jìn)行加權(quán)合成，加權(quán)系數(shù)為在對(duì)應(yīng)波段的人眼視覺(jué)效率除以AOTF聲光可調(diào)濾波器光譜成像儀2中CCD相機(jī)的光譜響應(yīng)頻率。

所述步驟一中標(biāo)桿上涂以紅白相間標(biāo)識(shí)，用來(lái)定標(biāo)和判讀的參照基準(zhǔn)，紅白相間標(biāo)識(shí)共17根，試驗(yàn)時(shí)等間距排列。

所述步驟一和步驟二中通過(guò)AOTF聲光可調(diào)濾波器光譜成像儀2采集圖像。AOTF聲光可調(diào)濾波器光譜成像儀2包括前置光學(xué)系統(tǒng)、聲光可調(diào)濾波器AOTF晶體、壓電換能器和CCD相機(jī)。待測(cè)目標(biāo)的光通過(guò)前置光學(xué)系統(tǒng)整形為近平行光，入射到聲光可調(diào)濾波器AOTF晶體中，利用超聲波在聲光可調(diào)濾波器AOTF晶體中傳播時(shí)形成體光柵結(jié)構(gòu)，對(duì)入射光進(jìn)行布拉格衍射，從而達(dá)到分光效果，并且其超聲波頻率與衍射波長(zhǎng)一一對(duì)應(yīng)，改變超聲波頻率即可連續(xù)掃描光譜，獲得各個(gè)波段下的光譜圖像。

所述數(shù)據(jù)處理終端3實(shí)現(xiàn)控制與數(shù)據(jù)處理設(shè)定參數(shù)，控制超聲波換能器，輸出與所需波長(zhǎng)對(duì)應(yīng)的超聲波頻率，作用于聲光可調(diào)濾波器AOTF晶體，輸出單色光譜圖像，控制CCD相機(jī)采集圖像，并對(duì)所需的圖像進(jìn)行數(shù)據(jù)提取、處理。

人眼能感知的有效光譜范圍為400nm～700nm，所以，AOTF聲光可調(diào)濾波器光譜成像儀2只需在400nm～700nm范圍工作即可。對(duì)AOTF聲光可調(diào)濾波器光譜成像儀2獲得的各窄帶光譜像進(jìn)行加權(quán)合成，加權(quán)系數(shù)即為在對(duì)應(yīng)波段的人眼視覺(jué)效率除以AOTF聲光可調(diào)濾波器光譜成像儀2的CCD相機(jī)的光譜響應(yīng)頻率，將各窄帶光譜圖像如此加權(quán)合成后即可得到完全符合人眼視覺(jué)效果的“真彩圖像”，與施放煙幕1前采集的無(wú)煙幕遮擋真彩圖像對(duì)比，評(píng)價(jià)煙幕1是否形成有效遮蔽。

測(cè)量煙幕尺寸：尺寸測(cè)量是以白光幀幅為基礎(chǔ)，測(cè)量原理如圖1所示，AOTF聲光可調(diào)濾波器光譜成像儀2的焦距為f，探測(cè)器的像元尺寸為d，被測(cè)的目標(biāo)與相機(jī)相距L。對(duì)一個(gè)矩形H×V目標(biāo)拍照，在其像面上成像素?cái)?shù)為m×n的像，則有：

式中，H為目標(biāo)的長(zhǎng)，V為目標(biāo)的寬，m為長(zhǎng)度方向上像素點(diǎn)個(gè)數(shù)，n為寬度方向上像素點(diǎn)個(gè)數(shù)，L為目標(biāo)與相機(jī)的距離，f為AOTF聲光可調(diào)濾波器光譜成像系統(tǒng)2的焦距，d為探測(cè)器的像元尺寸；

在相同的條件下拍攝目標(biāo)得到的像像素?cái)?shù)為N，則煙幕空間幾何尺寸為D：

式中，N為目標(biāo)所占有的圖像像素?cái)?shù)；L為測(cè)試設(shè)備與目標(biāo)的距離，即工作距；d為探測(cè)器像元尺寸；f為CCD相機(jī)的焦距；

AOTF聲光可調(diào)濾波器光譜成像儀2采集到場(chǎng)景內(nèi)的圖像，再利用數(shù)據(jù)處理終端3對(duì)采集到的圖像進(jìn)行處理和分析，從而得到圖像的面積、幾何要素等信息。

對(duì)于測(cè)量煙幕的持續(xù)時(shí)間。測(cè)量過(guò)程示意圖如圖2所示。在接收到彈藥燃燒發(fā)煙信號(hào)的同時(shí)，成像光譜儀開(kāi)始拍攝成煙的整個(gè)過(guò)程，同時(shí)相機(jī)也記錄了從信號(hào)發(fā)出到煙幕形成與時(shí)間的對(duì)應(yīng)關(guān)系。數(shù)據(jù)處理終端3記錄煙幕有效遮蔽的起止時(shí)間點(diǎn)，并獲得煙幕有效遮蔽的起止時(shí)間點(diǎn)的差值并通過(guò)顯示屏顯示，該差值為煙幕有效遮蔽持續(xù)時(shí)間。

所述步驟二和步驟三中AOTF聲光可調(diào)濾波器光譜成像儀2的前置光學(xué)系統(tǒng)為變焦、可調(diào)焦光學(xué)系統(tǒng)。

所述步驟四中CCD相機(jī)為高速CCD彩色相機(jī)。

所述步驟五中真彩圖像為基于人眼加權(quán)合成的真彩圖像。

本發(fā)明一種用于評(píng)價(jià)可見(jiàn)光煙幕遮蔽效應(yīng)的測(cè)試方法利用AOTF聲光可調(diào)濾波器光譜成像儀2代替了傳統(tǒng)透過(guò)率檢測(cè)方法，提出新的測(cè)量方法，利用AOTF聲光可調(diào)濾波器光譜成像儀2能有目的地設(shè)定工作的光譜波段，可以通過(guò)快速實(shí)時(shí)地選擇光譜波長(zhǎng)獲取目標(biāo)的多光譜圖像。所采集的多光譜圖像，在目標(biāo)的特征光譜波段內(nèi)可反映目標(biāo)特性，并分析煙幕遮蔽效能?；谌搜酆铣傻恼娌蕡D像，此真彩圖像完全符合人眼視覺(jué)效果，以此評(píng)價(jià)可見(jiàn)光煙幕遮蔽效能，更加貼近實(shí)際情形。使用時(shí)，不需要額外增加復(fù)雜的繁重的設(shè)備，省時(shí)省力，可靠性高，效率高。