基于DMD的可见光目标模拟系统设计与实现
基于DMD的电视图像目标模拟器变焦系统结构设计
关键词
模 拟器 ຫໍສະໝຸດ 变焦 系统 涡轮蜗杆 文献标志码
结构设 计 Ａ
中图法分类 号 Ｔ Ｎ ９ ４ ７；
采 用半 实物 仿 真技 术 ， 在 武器 系统 研 制 中能 够 节约 大量 的人 力 、 物力和财力 ， 缩 短 研 制周 期 ， 最 大 限度 地 提高研 制 系统 的综 合性 能 。据 国外 资 料 的不 完全 统计 ， 采 用仿 真 技 术 可 以使 导 弹飞 行 试 验 的 次 数减 少 ３ ０ ％ ～ ６ ０ ％， 研制经费节省 １ ０ ％ ～ ４ ０ ％， 研
系统光学 结 构如 图 １ 所示 ， 由准直 物镜 组 、 变 倍
物镜组 、 中继物镜组和全反射棱镜组成 ， 共ｌ ４片透 镜 。光 学系 统在 结 构 型式 上 采 用 二 次 成像 的结 构 ， 目的在 于减小 前 端物镜 组 的大小 ， 缩 小后 端物镜 组 ， 减小 全 反射 棱 镜 的 外 形 尺 寸 ， 以实现与 Ｄ ＭＤ光 源
一
一 一
制周期缩短 ３ ０ ％～ ４ ０ ％…。因此 ， 半实物仿真技术 在导 弹武 器 系统研 制 中具有 极其 重要 的意义 。 电视 图像 目标 模拟 器是 电视 成像 制导 半实 物仿 真试 验 系统 的一个 重要 组成 部分 。该 模拟 器 与 电视 导 引头均 安装 在 五轴 转 台上 ， 由 电视 图像 目标模 拟 器生 成实 时可 见光 投 射 图像 ， 实 现 与 导 引 头 光学 系 统的耦合 ， 为电视导引头 提供高逼真度 的动态 目标 背景图像 ， 实现对可见光 导引头 的各种指标进行验 证功能 ， 完 成 可见光 导 引头 导弹 的半 实物仿 真测 试 。 为 了使 模 拟器 适应 不 同视 场 导 引 头 的测 试 与 评 估 ， 本 文 讨论 了一 种能 够满 足模 拟器 双视 场要 求 的变焦 系统 的结 构设 计 。
基于DMD的红外目标模拟器光学系统的设计
基于DMD的红外目标模拟器光学系统的设计顾法权;张宁;徐熙平;乔杨【期刊名称】《长春理工大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2014(000)006【摘要】介绍了DMD的工作原理以及相应的红外景象模拟技术的特点，设计了一种工作在8~12μm波段的红外目标模拟器。
对系统整体进行建模、分析，DMD表面照度均匀。
投影系统采用四片式结构，焦距405mm。
MTF在10lp/mm处大于0.5，弥散斑均方根半径小于衍射极限，系统畸变控制在0.5%以内。
该系统结构紧凑，性能良好。
%The working principle of DMD and the characteristic of infrared scene simulation technology have been intro-duced. An IR simulator works on the weave length of 8~12μm is designed. The model of entire system is built and analyzed,which enable an uniformly illumination on DMD. The projection system adopts a four lens structure,and has a focal length of 405mm. The MTF is over 0.5 in10lp/mm,spot diameter is under diffraction limitation,and distor-tion is within 0.5%. The system is compacted and works well.【总页数】4页(P20-22,26)【作者】顾法权;张宁;徐熙平;乔杨【作者单位】长春理工大学光电工程学院，长春 130022;长春理工大学光电工程学院，长春 130022;长春理工大学光电工程学院，长春 130022;长春理工大学光电工程学院，长春 130022【正文语种】中文【中图分类】TN21【相关文献】1.基于DMD的红外仿真光学系统设计 [J], 耿康2.基于DMD的红外双波段景象投影光学系统设计 [J], 常虹;范志刚3.基于DMD的红外目标模拟器分光系统设计 [J], 胡初强;牟达;陈灵芝4.基于DMD的红外双波段景象模拟投影光学系统设计 [J], 林丽娜;宋珊珊;李鹤;王文生5.基于双DMD的红外场景投影仪光学系统设计 [J], 郑雅卫;胡煜;郭云强;高教波;王军;李俊娜;吴江辉;刘方;陈青因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
基于DMD的红外场景仿真系统光学引擎设计
基于DMD的红外场景仿真系统光学引擎设计
蹇毅;潘兆鑫;于洋
【期刊名称】《红外与毫米波学报》
【年(卷),期】2014(033)004
【摘要】针对DMD(Digital Micromirror Device)器件是针对可见光波段设计,直接用于红外波段会遇到问题,提出了一种远心投影光学引擎架构,包括投影光学系统和照明光学系统.该光学引擎采用柯勒远心照明架构,并引入一片场镜来分离投影和照明光束.这种光学引擎结构紧凑、照明均匀、光能利用率高.
【总页数】5页(P375-379)
【作者】蹇毅;潘兆鑫;于洋
【作者单位】中国科学院上海技术物理研究所,上海200083;中国科学院上海技术物理研究所,上海200083;中国科学院上海技术物理研究所,上海200083
【正文语种】中文
【中图分类】TN216
【相关文献】
1.基于DMD多波段动态红外场景仿真系统的关键技术研究 [J], 胡文刚;元雄;何永强;耿达;唐德帅
2.基于DMD的高帧频红外场景仿真系统设计 [J], 张宁;汤心溢;张昊
3.基于 DMD 的红外场景仿真系统光学性能分析 [J], 何永强;唐德帅;胡文刚;黄富瑜
4.基于双DMD的红外场景投影仪光学系统设计 [J], 郑雅卫;胡煜;郭云强;高教波;
王军;李俊娜;吴江辉;刘方;陈青
5.双DMD变焦红外双波段场景模拟器光学引擎设计 [J], 潘越;徐熙平;乔杨
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一种基于DMD的光谱成像目标获取系统及方法[发明专利]
![一种基于DMD的光谱成像目标获取系统及方法[发明专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/7048a9044afe04a1b071dee8.png)
专利名称：一种基于DMD的光谱成像目标获取系统及方法专利类型：发明专利
发明人：虞益挺,董雪,仝赓,肖星辰,宋旋坤
申请号：CN202010974588.6
申请日：20200916
公开号：CN112179289A
公开日：
20210105
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明涉及一种基于DMD的光谱成像目标获取系统及方法，该系统包括成像光路、位于成像光路物面处的目标、位于成像光路像面处的DMD、分光光路以及位于分光光路的像面处的探测器，成像光路和分光光路均包括光轴，DMD包括工作面，成像光路和分光光路的光轴均经过DMD的工作面的中心，DMD的工作面上包括n（n≥2）个处于“ON”状态的微镜扫描单元，DMD的工作面上的n个微镜扫描单元同时并行工作，其采集速度是单个微镜扫描单位采集速度的n倍，采集时间也缩短到原来的1/n，DMD上的多个微镜扫描单元可实现片上微观并行扫描，采集速度更是大大提高。
申请人：西北工业大学宁波研究院
地址：315040 浙江省宁波市高新区清逸路218弄A3栋5楼
国籍：CN
代理机构：宁波甬致专利代理有限公司
代理人：高瑞霞
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基于DMD的红外目标模拟器偏振分光系统
（ １ ． 哈 尔滨工 业 大学 空间光 学工程 研 究 中心 ， 黑龙 江 哈 尔滨 １ ５ ０ ０ ０ １ ； ２ ．中国科 学院 长春光 学精 密机械 与物理 研 究所 ， 吉林 长春 １ ３ ０ ０ ３ ３ ；
３ ． 上海 卫 星工程研 究所 ， 上海 ２ ０ ０ ２ ４ ０ ）
摘 要 ：数 字微镜 器件 （ Ｄｉ ｇ ｉ ｔ ａ ｌ Ｍｉ ｃ ｒ ｏ ｍ ｉ ｒ ｒ ｏ ｒ Ｄ ｅ ｖ ｉ ｃ ｅ ， Ｄ ＭＤ） 由 于具 有 高帧频 、 高空 间分 辨 率 、 高温 度 分 辨 率 以及 大动 态 范 围等 特 点 ， 成为 红外 景 象生成 最 常用 器件 。 为避 免 红外 目标模 拟 器光 学 系统 中照明 系统 与投 影 系统 相 互遮 挡和碰 撞 ， 需要 在 系统 中加入 分光 棱镜 ， 而普 通 分光棱 镜 具有光 能利 用 率低 的 缺 点 。为 解 决这 一 问题 ， 提 高红 外 目标模 拟 器光 能效 率 ， 从 物 理 光 学基本 理 论 出发 ， 提 出 了一 种 基 于
第 ４ ３卷 第 ３期
Ｖｏ １ ． ４３ ＮＯ 。 ３
红 外 与 激 光 程
Ｉ ｎ ｆ ｒ ａ ｒ ｅ ｄ ａ ｎ ｄ Ｌａ ｓ ｅ ｒ Ｅｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ
２ ０ １ ４年 ３ 月 Ｍａ ｒ ． ２ ０ １ ４
基于 Ｄ ＭＤ的 红 外 目标 模 拟 器 偏 振 分 光 系统
ｂ ｅ ｃ ａ ｕ ｓ ｅ ｏ ｆ ｉ ｔ ｓ ｃ ｈ ａ ｒ ａ ｃ ｔ ｅ ｒ ｉ ｓ ｔ ｉ ｃ ｓ ａ ｓ ｈ ｉ ｇ ｈ ｒａ ｆ ｍ ｅ ｒｅ ｆ ｑ ｕ ｅ ｎ ｃ ｙ，ｈｉ ｇ ｈ ｓ ｐ ａ ｔ ｉ ｌ ａ ａ ｎ ｄ ｔ ｅ ｍｐ ｅ ｒ ａ ｔ ｕ ｒ ｅ ｒ ｅ ｓ ｏ ｌ ｕ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｎ ｄ ｗｉ ｄ ｅ ｄ ｙ ｎａ ｍｉ ｃ ｒ ｎｇ ａ ｅ ．Ｉ ｎ ｏ ｒ ｄ ｅ ｒ ｔ ｏ ａ ｖ ｏ ｉ ｄ ｔ ｈｅ ｏ ｃ ｃ ｌ ｕｓ ｉ ｏ ｎ ａ ｎｄ ｃ ｏ ｌ ｌ ｉ ｓ ｉ ｏ ｎ ｂｅ ｔ ｗｅ ｅ ｎ ｔ ｈｅ ｉ ｌ ｌ ｕ ｍｉ ｎ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ ａ ｎ ｄ ｔ ｈｅ
基于DMD的红外目标模拟器分光系统设计
基于DMD的红外目标模拟器分光系统设计胡初强;牟达;陈灵芝【摘要】基于DMD(数字微镜阵列)的红外目标模拟器是利用DMD反射调制入射的红外辐射,在实验室内模拟真实目标和背景的红外成像,对红外探测和传感设备进行性能测试和评估.介绍了基于DMD的红外目标模拟器的整体结构,阐述了DMD 的工作原理,分析了分光系统的设计思想.为了解决照明系统和投影系统结构容易发生重叠的问题,设计了分光棱镜将DMD的照明光束和由DMD反射的投影光束分离开,并用ZEMAX对分光棱镜进行了优化和模拟,设计结果符合使用要求.%Infrared large simulator based on digital-mirror device(DMD) modulates the incident infrared radiation by using the DMD reflection. It simulates the target and background infrared images in the laboratory in order to test and evaluate the performance of the infrared system. The paper introduces the overall structure of the infrared target simulator, the operation principle of DMD and the design of the optical splitting system. In order to solve the overlap problem between the illumination system and the projection system,the paper designs a splitter prism which separate the DMD illumination beam from the projection beam reflected by the DMD. Using the ZEMAX the scheme is simulated and optimized. The results show that the performance of the system conforms to the requirements.【期刊名称】《激光与红外》【年(卷),期】2012(042)006【总页数】4页(P655-658)【关键词】数字微镜阵列;红外目标模拟器;分光棱镜;光学设计【作者】胡初强;牟达;陈灵芝【作者单位】长春理工大学,吉林长春130022;长春理工大学,吉林长春130022;长春理工大学,吉林长春130022【正文语种】中文【中图分类】TN216红外目标模拟器能实现对目标及背景、战场环境的图像模拟，在实验室内提供精确可控、可重复的试验条件，对红外探测和传感设备进行性能测试和评估。
基于DMD的可见光目标模拟系统设计与实现
基于DMD的可见光目标模拟系统设计与实现李少毅;马骏;姚远;梁志毅;闫杰【摘要】目标模拟系统作为导引头电气系统半实物仿真实验的重要组成部分,向可见光探测系统提供动态目标和场景图像,以测试其发现、探测和跟踪目标的能力.分析设计了可见光目标模拟系统结构以及构建了DMD驱动控制模块和光学系统平台,实现解决了DMD驱动控制、灰度调制以及光学投影等关键问题,并成功地实现了将仿真计算机中仿真图像通过DVI接口传输到DMD上以60Hz频率显示.最后,与探测设备进行对接,对可见光目标模拟系统的所有功能进行了验证,结果满足仿真实验要求.【期刊名称】《计算机测量与控制》【年(卷),期】2013(021)003【总页数】4页(P735-737,758)【关键词】目标模拟系统;DMD驱动控制;灰度调制;光学投影【作者】李少毅;马骏;姚远;梁志毅;闫杰【作者单位】西北工业大学航天学院,西安 710072;中国航空工业集团公司西安飞行自动控制研究所,西安 710065;91656部队,上海 200439;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】TP3910 引言可见光目标模拟系统被广泛应用于在成像制导系统半实物仿真实验中，向可见光探测系统提供动态目标和场景图像，在国外已被广泛用于在成像制导武器系统地面测试中，评估、检测可见光探测系统的各项性能。
而国内，近几年对于武器装备研发的投入加大，这方面的需求也逐渐加大，只是由于技术封锁的原因，进展缓慢。
本文提出的基于DMD的可见光目标模拟系统，构建了系统平台，并解决了其中的关键技术问题，已经能满足地面半实物仿真实验的要求。
还有，只需要将系统可见光光学系统部分替换成红外光学系统，就可以实现动态红外成像仿真系统的红外场景产生器［1］。
1 系统工作原理可见光目标模拟系统主要工作原理为：以景物成像仿真机为前端输入，接收仿真计算机提供的目标图像，通过DMD驱动控制电路将目标图像电信号表示转换为光信号表示，再通过光学系统以适合可见光导引头探测的光学景象投射给导引头，实现在同步信号激励下，导引头探测结果与目标图像仿真结果在形状和亮度上一致。
基于DMD的红外目标模拟器分光系统设计
（ 长春理工大学 ， 吉林 长春 １０ ２ ） ３ ０ ２
摘
要： 于 Ｄ 基 ＭＤ（ 字微镜 阵列 ） 数 的红 外 目标 模拟 器是 利用 Ｄ ＭＤ反 射调 制入 射 的红外 辐射 ，
在 实验 室 内模 拟真 实 目标 和 背 景 的红 外成 像 ， 红 外探 测 和传 感 设 备 进 行 性 能 测试 和 评 估 。 对
ｌｍ ｂ ｔ ｅ ｎ ｔｅｉｕ ｎ ｔ ｎ ｓｓ ｍ ａ ｄｔｅｐｏｅ ｔ ｎ ｓ ｓ ｍ， ｅ ｐ ｐ ｒｄ ｓ ｎ ｐ ｔ ｒｐ ｓ ｈｃ ｅ ｅａ ｅ ｅ ｅｗ ｅ ｌｍｉ ｉ ｙｔ ｎ ｒ ｃ ｏ ｙｔ ｔ ａ ｅ ｅｉ ｓａｓ ｌｔ ｒ ｍ ｗ ｉｈ ｓｐ ｒｔ ｔ ｈ ｌ ａｏ ｅ ｈ ｊ ｉ ｅ ｈ ｇ ｉｅ ｉ ｅｈ
Ｄ ｌｍ ｎｔ ｎｂａ ｏ ｅｐｏ ｃｉ ｅｍ ｒｆ ｃ ｄｂ ｅＤ ． ｓ ｇｔｅＺ ＭＡ ｔｅｓｈｍ ｉ ｌ ｅ ＭＤ ｉｕ ｉａ ｏ ｅｍ ｆ ｍ ｔ ｒ ｅｔ ｎｂａ ｌ ｔ ｙｔ ＭＤ Ｕ ｉ Ｅ Ｘ， ｃｅ ｅｉ ｓ ａ ｄ ｌ ｉ ｒ ｈ ｊ ｏ ｅｅ ｅ ｈ ｎ ｈ ｈ ｓ ｍｕ ｔ
１ 引 言
Ｄｅ ｉ ｎ ｏ ｎ ｒ ｒ ｄ ｔ ｒ ｅ ｉ ｕ ａ ｏ ｐ ｉ ａ ｐ ｉｔｎ ｙ ｔ ｍ ｓｇ ｆ ｉ ｆ ａ ｅ ａ ｇ ｔｓｍ ｌ ｔ ｒ Ｓ ｏ ｔｃ ｌｓ ｌ ｉ ｇ ｓ ｓ ｅ ｔ ｂ ｓ ｄ ｏ ｉ ｉａ — ｉ ｒ ｒ ｄ ｖ ｃ ａ ｅ ｎ ｄ ｇ ｔ ｌｍ ｒ ｏ ｅ ｉｅ
ｅ ａ ｕ ｔ ｈ ｅｆ ｒ ｎｃ ｆｔ ｎ ｒ ｒ ｄ ｓ ｓｅ ． ｅ ｐａ ｅ ｎｔｏ ｕｃ ｈｅｏ ｅ ａｌｓｒ ｔ ｅｏ ｈｅｉ ｒ ｒ ｄ ｔｒｅ ｉ — ｖ ｌ ａｅ ｔ ｅ ｐ ｒｏ ｍａ ｅ ｏ ｈｅ ｉｆａ ｅ ｙ ｔｍ Ｔｈ ｐ ｒｉ ｒ ｄ ｅｓｔ ｖ ｒ ｌ ｔｕｃｕｒ ｆｔ ｎ ａｅ ａ ｇ ｔｓｍｕ ｆ
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下面将结合ＤＭＤ数据加载和复位时序介绍灰度调制的原
理和在主控ＦＰＧＡ中的实现方法。利用ＤＭＤ芯片本身的结构
外，相应地产生亮像素点或暗像素点。所以灰度调制采用二进 制脉冲宽度调制方法（ＢＰＷＭ）［５…，需要将每帧图像每个像素
第一位到第八位拆分且单独存储，形成八张按位排列的二进制
及其响应速度较快的特点，根据系统设计要求，选取脉冲宽度 调制方法来实现图像灰度等级的控制。 脉冲宽度调制法（ＰＷＭ）也称占空比法，其在一定时间 内输出驱动的高低电平直接反映了像素二迸制表示值的大小， 而驱动脉冲的占空比即代表了该像素的灰度值。ＰＷＭ法根据 数字图像二进制位数将脉冲的持续时间（通常为驱动一帧图像
ｉｎｇ ｓ０１ｖｅｄ ｔｈｅ ｋｅｙ ｉｓｓｕｅｓ ｏｆ ｔｈｅ ＤＭＤ ｄｒｉｖｅ ａｎｄ ｃｏｎｔｒｏｌ，ｇｒａｙ—ｓｃａｌｅ ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ ａｎｄ ｏｐｔｉｃａｌ
ｐｕｔｅｒ
ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎ，ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｉｍａｇｅ ｆｒｏｍ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｃｏｍ—
Ａｎｄ ｗｈｅｎ ｖｉｓｉｂｌｅ １ｉｇｈｔ
收稿日期：２０１２一０９一ｏｌ；修回日期：２０１２—１１一０１。
Ｄｖｌ基路
基金项目：国家自然科学基金资助项目（６０８７２１５８）。 作者简介：李少毅（１９８６一），男，陕西西安人，博士研究生，主要从事 飞行控制与仿真技术方向的研究。 梁志毅（１９６３一），男，陕西西安人，教授，研究生导师，主要从事飞行 控制与仿真技术方向的研究。
０
引言
可见光目标模拟系统被广泛应用于在成像制导系统半实物
在形状和亮度上一致。
２
系统设计
整个可见光目标模拟系统主要由两大部分组成。一部分为
仿真实验中，向可见光探测系统提供动态目标和场景图像，在 国外已被广泛用于在成像制导武器系统地面测试中，评估、检 测可见光探测系统的各项性能。而国内，近几年对于武器装备 研发的投入加大，这方面的需求也逐渐加大，只是由于技术封
辑接口，将各子Ｆ１Ｆ０与ＤＤＲ２连接，在设计中将两组ＤＤＲ２
缓存都分成８块存储分区分别存储每帧图像分离得到的８个位 平面。当一帧图像被分成８个位平面并存满缓存１时，通知驱 动控制模块读取缓存１数据，这对系统可以控制将位平瓯数据
存人缓存２，存满后通知驱动控制模块读取缓存２数据，以一 定的时间间隔，每次读取一个完整的位平面，如此循环。如图
ｖ盯ｉｆｉｅｄ
ｓｙｓｔｅｍ ｐＩａｔｆｏｒｍ ａｎｄ ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｍｅｅｔ ｔｈｅ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ ｒｅｑｕｉｒｅ—
ｗｏｒ出：ｔａｒｇｅｔ ｓｉｍｕｌａｔｏｒ ｓｙｓｔｅｍ；ＤＭＤ ｄｒｉｖｅ ａｎｄ ｃｏｎｔｒｏｌ；ｇｒａｙ—ｄｅｇｒｅｅ ｍｏｄｕＩａｔｉｏｎ；ｏｐｔｉｃｓ ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎ
示。最后，与撩测设备进行对接，对可见光目标模拟系统的所有功能进行了验证，结果满足仿真实验要求。 关键词：目标模拟系统；ＤＭＤ驱动控制；灰度调制；光学投影
Ｄｅｓｉｇｎ ａｎｄ Ｉｍｐｌｅｍｅｎｔ ｏｆ ｔａｒｇｅｔ Ｓｉｍｕｌａｔｏｒ Ｓｙｓｔｅｍ ｉｎ Ｖｉｓｉｂｌｅ Ｌｉｇｈｔ Ｂａｓｅｄ
Ｌｉ Ｓｈａｏｙｉｌ，Ｍａ Ｊｕｎ２，Ｙａｏ Ｙｕａｎ３，Ｌｉａｎｇ Ｚｈｉｙｉｌ，Ｙａｎ Ｊｉｅｌ
摘要：目标模拟系统作为导引头电气系统半实物仿真实验的重要组成部分，向可见光探凋系统提供动态目标和场景图像，以测试其 发现、探测和跟踪目标的能力。分析设计了可见光目标模拟系统结构以及构建了ＤＭＤ驱动控制模块和光学系统平台。实现解决了ＤＭＤ
驱动控制、灰度调制以及光学投影等关键问题，并成功地实现了将仿真计算机中仿真图像通过ＤＶＩ接口传输到ＤＭＤ上以６州ｚ频率显
匮匦亟囹
文章编号：１６７１—４５９８（２０１３】０３一０７３５一０３
娑兰量茎竺主芏：当釜
中图分类号：ＴＰ３９１
文献标识码：Ａ
塑Ｌ
基于ＤＭＤ的可见光目标模拟系统设计与实现
李少毅１，马
骏２，姚 远３，梁志毅１，闰
杰１
（１．西北工业大学航天学院，西安７１００７２；２．中国航空工业集团公司西安飞行自动控制研究所，西安７１００６５； ３．９１６５６部队，上海２００４３９）
叻慰 ￡制目 逻辑 接口
攀
分区６ 分区７
曲盎躲ｄｇｅ俐捌删山
图３主控ＦＰＧＡ中位平面产生、存储设计
每一位，每次可以缓存１０２４个有效像素；第二级ＦＩＦ０分为８ 个子ＦＩＦ０分别缓存相应位平面的数据，各子ＦＩＦ０输入输出 数据宽度均为１２８ｂｉｔ，存储深度为１６。每次从ＤＶＩ数据使能 信号（ＤＥ）上升沿开始，缓存１０２４个像素，开始写ＦＩＦ０， 当ＦＩＦ０半满时，写一次ＤＤＲ２缓存。第三级ＤＤＲ２控制器逻
带宽：８００ ＭＢ／ｓ；在要求ｚ５６灰度等级的情况下，分辨率为
１９２０＊１０８０
１６位（ＤＱ［１５：ｏ］），ＤＤＲ２—２缓存数据的高１６位（ＤＱ ［３１：１６］）。缓存２完全类似。
ＤＯＳｌ／ＤＭｌ
ＤＤＲ２ ｌ ＤＱＳ３／ＤＭ３
１０８０＊１６＊Ｔｃｌｋ＝１１．０５９２
９０Ｈｚ，其中ＤＭＤ时钟Ｔｃｌｋ＝２．５ ｎｓ。由此看出，此设计方案
ｔａｒｇｅｔ
ｉｓ ｓｕｃｃｅｓｓｆｕｎｙ ｄｉｓｐｌａｙｅｄ
ｏｎ
ＤＭＤ ｔｈｒｏｕｇｈ ＤＶＩ ｉｎｔｅｒｆａｃｅ
ａｒｅ
ａｔ
ｔｈｅ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｏｆ ６０ Ｈｚ．
ｏｎ
ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ ｉｓ
ｉｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔｅｄ ｗｉｔｈ ｄｅｔｅｃｔｅｄ ｄｅｖｉｃｅ，ａｌｌ ｔｈｅ ｆｅａｔｕｒｅｓ ｍｅｎｔｓ． １【ｅｙ
７１００６５；３．９１６５６ Ａｒｍｙ，ＳｈａｎｇＨａｉ
ｉｍｐｏｒｔａｎｔ
ｐａｒｔ
ｏｆ ｔｈｅ ｈａｒｄｗａｒｅ—ｉｎ—ｔｈｅ—ｌｏｏｐ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓ ｉｎ ｔｈｅ ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ ｓｙｓｔｅｍ ｏｆ ｔｈｅ ｓｅｅｋｅｒ，ｔｈｅ ｔａｒｇｅｔ
ｓｃｅｎｅ
ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ ｐｒｏｖｉｄｅ ｄｙｎａｍｉｃ ｔａｒｇｅｔ ａｎｄ ｔｈｅ ｔａｒｇｅｔ．Ｔｈｅ ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ ｏｆ
图２
ＤＭＤ驱动控制系统硬件总体结构
４所示为ＤＤＲ２双缓存电路原理框图，４片ＤＤＲ２芯片分为两 组，分别构成缓存１和缓存２，统一由主控ＦＰＧＡ内的：ｂＤＲ２ 控制器及其逻辑接口协调完成数据的乒乓读写操作。对缓存１ 来说，ＤＤＲ２—１和ＤＤＲ２—２具有相同的地址信号和控制信 号，除了ＤＱＳ、ＤＭ以及时钟信号各自独立以外，两片存储器
∞２ ｒ３ｌ：１６１
显示图像不反映颜色信息，所以系统设计只需对每个像素提取 任意一个分量的８位数据进行格式转换即可，这样就能满足最
大２５６阶灰度等级的要求。另一方面，由ＤＭＤ的工作机理可
图４ 双缓存电路原理框图
知，向ＤＭＤ中的某个存储单元写ｌ或ｏ，对应位置的微镜转向
＋１２。或一１２。，使入射照明光被反射到投影光学系统规场内或
的数据总线宽度扩展为３２位，其中ＤＤＲ２—１缓存数据的低
在此，需要对系统带宽做以说明，ＤＶＩ接口显示格式固 定，图像数据量需求：１０２４＊１０２４＊８ｂｉｔ＊６０＝６０ ＭＢ／ｓ；
ＤＤＲ２
ＳＤＲＡＭ缓存模块时钟２∞ＭＨｚ，数据位宽３２ｂｉｔ，存储 ＤＭＤ最小数据加载、复位与保持总时间：２５６＊ ｍｓ（下文中介绍计算原理），即
２．２
ｔ
图ｌ系统总体方案原理图 ＤＭＤ驱动控制系统
本文采用ｘｉｌｉｎｘ公司Ｖｉｒｔｅｘ５系列高性能ＦＰＧＡ为主控制
万方数据
・７３６・
计算机测量与控制
第２１卷
器，选择ＴＩ公司ＤＭＤ专用控制器口芯片ＤＤＣ４１００［“、复位
驱动芯片ＤＡＤ２０００［３］、ＤＶＩ接口专用解码芯片ＴＦＰ４０１Ａ、分
辨率为１９２０＊１０８０的ＤＭＤ及用于缓存图像数据的ＤＤＲ２ ＳＤＲＡＭ芯片ＭＴ４６Ｈ６４Ｍ１６搭建驱动控制硬件电路，其硬件 总体结构如图２所示。在系统设计中，ＤＶＩ输出显示格ｎ１式： １２８０＊１０２４＠６０Ｈ２，要求的ＤＭＤ显示格式：１０２４＊１０２４，在 与被测设备有外同步信号的情况下频率大于１０Ｈｚ；无外同步 信号时，为６０Ｈｚ，文中将只说明无外同步信号的情况。这就 需要在接收图像数据时，截取一个１０２４＊１０２４的图像窗口， 实际上，从数据使能信号上升沿开始，只接收每一行１２８０个 像素中的１０２４个像素即能实现这个图像窗口。对于分辨率为 １９２０＊１０８０的ＤＭＤ中没有用到的边框部分执行补。操作。
锁的原因，进展缓慢。本文提出的基于ＤＭＤ的可见光目标模
２．１系统总体设计
Ｄ加驱动控制系统，这部分主要由Ｄｍ驱动控制电路和Ｄｍ
器件组成。第二部分为光学投影系统，这部分主要由光学镜头 组、机械结构支撑件以及通光量控制电路组成。可见光目标模
拟系统，构建了系统平台，并解决了其中的关键技术问题，已 经能满足地面半实物仿真实验的要求。还有，只需要将系统可 见光光学系统部分替换成红外光学系统，就可以实现动态红外 成像仿真系统的红外场景产生器［１］。
ａ
ｉｍａｇｅｓ
ｔｏ
ｔｈｅ ｖｉｓｉｂｌｅ ｌｉｇｈｔ ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ
ｔｏ
ｔｅｓｔ
ｉｔｓ ａｂｉｌｉｔｙ
ｔｏ
ｄｉｓｃｏｖｅｒ。ｄｅｔｅｃｔ ａｎｄ ｔｒａｃｋ
ｖｉｓｉｂｌｅ ｔａｒｇｅｔ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ ｉｓ ａｎａｌｙｚｅｄ ａｎｄ ｄｅｓｉｇｎｅｄ，ａｎｄ ｔｈｅ ｅｎｔｉｒｅ ｓｙｓｔｅｍ ｐｌａｔｆｏｒｍ ｉｓ ｂｕｉｌｔ．Ａｆｔｅｒ ｈａＶ—
拟系统的核心是Ｄｍ驱动控制系统和光学投影系统。可见光
目标模拟器由景物成像仿真计算机生成可见光图像，通过ＤⅥ
接口传输到ＤⅧ驱动电路，驱动Ｄ№芯片产生动态的可见光
场景，再由光学投影系统投射出去。如图１所示，可见光目标 模拟系统方案的具体实施将分成几个子系统分别予以实现。