基于改进遗传算法的噪声自适应地形匹配算法

地形匹配制导是提高飞行器导航与末制导精度的有效途径。为了提高传统地形匹配算法精度和效率,提出了一种基于改进遗传算法的地形匹配搜索算法。该算法以基准高程图各坐标空间作为解空间,一方面采用一种改进的遗传算法进行全域匹配搜索,相对于传统遍历搜索大大提高了搜索效率,又有效避免了遗传算法早熟收敛问题;另一方面提出了一种基于噪声自适应的相似性度量方法并将其作为遗传算法个体的适应度,该度量方法结合了归一化相关函数度量和序贯相似检测度量方法的优点,在保证精度的同时有效减少了每个搜索位置的计算量,实验结果表明:与全遍历算法、传统遗传算法从算法效率和匹配精度指标上进行对比,本文算法在匹配精度上与传统遍历算法相当,在算法效率上明显优于前两种算法。

基于可见光图像的红外图像生成方法及其细节调制

为了拓展红外图像获取方式,提出了一种基于可见光衍生生成红外图像的方法。利用脉冲耦合神经网络与人工微调相结合的方式,将可见光图像分割成不同区域并标定为不同材质,通过材质热特征建模预测不同材质在不同环境中的温度值,并计算其热辐射以及大气传输效应,最终通过细节调制的方法增加了仿真结果的真实性。实验表明,通过可见光图像生成红外图像有其可行性,并且图像分割结果直接影响了仿真结果的好坏,分割越精细仿真结果越好,利用细节调制可增强仿真结果的真实性。

基于光线跟踪和BRDF模型的红外高光反射仿真

仿真红外高光反射现象是实现红外场景真实感的必要内容。本文从红外辐射传输过程出发,提出一种基于光线跟踪和双向反射分布函数(Bidirectional Reflection Distribution Function,BRDF)模型的红外高光反射仿真方法,该方法利用光线跟踪模型确定红外高光反射现象中起主要贡献的光线,减少计算量;同时,为了解决传统方法仅应用反射率进行仿真带来的真实感不强的问题,引入BRDF计算红外辐射反射分量,提高红外高光现象仿真的真实感。实验结果表明,本文方法通过将光线跟踪模型与双向反射分布函数相结合实现了红外仿真中真实感和计算量的统一,为红外高光反射现象仿真提供了新思路。

一种基于实测数据温差扰动的红外图像实时生成方法

红外制导武器在研制中,需要大量的红外场景数据做测试保障。本文由红外图像的成像机理出发,提出了一种基于实测数据温差扰动的二维红外图像实时生成方法。该方法将图像区域平均灰度与环境温度直接关联,用整体分块的方法代替逐像素的繁琐计算,在提高运算速度的同时,生成不同时段的红外图像。实验表明,本文方法生成的红外图像,不仅能保证运算实时性,而且目标与背景具有与实测图像相同的温度变化趋势和较好的逼真度,是一种行之有效的方法。

基于有限差分的海面红外温度场迭代建模方法

海面温度场建模与求解是海面红外仿真的前提和基础。针对海面换热复杂、海水传热迟滞等特点,本文提出一种基于有限差分的海面红外温度场迭代建模方法。该方法在详细分析海面温度成因的基础上,从环境温湿度入手,对太阳辐射、大气辐射、大气传导换热、蒸发潜热等项和海水各层之间的传热计算,建立热平衡与热传导方程,利用有限差分方法进行建模,仿真计算一天24 h范围内的海水温度曲线,并通过多次迭代计算解决了海水初始温度设定问题。实验结果表明,本文提出的算法充分考虑了海水传热的迟滞效应,仿真生成一天范围内的海面温度稳定曲线,通过多次迭代解决初始温度获取困难、算法时效性不强等问题,最后与实测温度进行对比,结果较符合实际,验证了算法的有效性。