基于JRM的战场环境红外图像实时生成

为了满足新一代红外成像目标仿真系统的性能需求,生成逼真的战场环境红外图像供红外成像制导武器进行半实物仿真试验,研究了一种基于JRM的战场环境红外图像生成方法。首先利用3DSMAX建立目标的三维模型,并从导引头视场需求出发,结合目标地区的卫星影像数据与高程数据建立背景区域的三维模型;然后利用JRM的GenesisMC工具、SigSim工具和SenSim工具分别对物理材质特性及目标热源、场景红外特性、传感器特性进行建模;最后使用OSV工具实时渲染生成红外图像。实验结果表明,该方法可满足红外成像目标仿真系统的红外图像实时生成要求,具有灵活性强,效果良好等优点。

基于Catapult C Synthesis的图像校正算法设计

为解决遥感相机在运动过程中的抖动造成的图像位置偏移问题,提出了一种实时图像校正算法。由于在FPGA中采用HDL进行算法设计难度大、开发周期长,故设计中采用了C语言进行算法设计,然后借助Calypto公司的Catapult C Synthesis工具将抽象的C设计转换成硬件RTL代码。在Catapult C Synthesis中对设计的算法进行了C/C++、RLT协同仿真测试,并在Xilinx XC5VLX110T型FPGA上进行了验证。仿真测试及硬件验证结果表明,采用Catapult C Synthesis设计的算法在时序、性能方面均满足设计要求,能够对偏移的图像进行实时校正。

全天候景像匹配实时图模拟生成的建模与仿真

研究了导弹的姿态变化、光照强度、地形起伏、气象条件和图像增强型 CCD 相机特性等因素对景像匹配实时图成像的影响,建立了景像匹配实时图模拟生成的三个关键数学模型:几何畸变模型、辐射畸变模型和相机畸变模型,提出了一个完整的蕴含 LOWTRAN-7 计算内核和图像增强型 CCD 后段仿真的总体方案,并开发了一个功能强大的仿真实时图生成系统—SMRT-SS。

基于CCD成像单元仿真测试系统的实时性实现

依据某型号航天光学遥感器内部系统通信协议,在CCD成像单元仿真测试系统的基础上,提出了一种利用计算机检测与仿真技术结合,以计算机算法控制为核心,以通信控制电路为基础的实时性实现的新方法。阐述了航天光学遥感器CCD成像单元仿真测试系统的工作原理及功能;分析了CCD成像单元仿真测试系统实时性需求,并应用微秒级精度的定时器对实时显示时间和实时存储时间进行定时测试,经过实验证明,该方法满足预定的实时通信要求,实现了仿真测试环境下的实时性显示与存储,完成了对航天光学遥感器内部遥感器控制单元的检测。

红外捕获跟踪设备半实物仿真试验技术

分析了半实物仿真试验在红外捕获跟踪设备性能评估中的优势。红外捕获跟踪设备半实物仿真的核心是数字图像的仿真生成工作,针对捕获跟踪设备半实物仿真提出了两种图像生成方法:预先生成的图像生成方法和要素素材预先生成+实时合成的图像生成方法,第一种方法适用于开环仿真试验,第二种方法适用于闭环仿真试验。两种图像生成方法中的要素素材生成、传感器效应仿真均采用基于实测数据的方法,其能够保证运动特性、辐射特性、传感器效应仿真精度,第二种方法会对闭环仿真试验的实时性提供支持。分别针对图像生成的三大过程(要素素材的生成、图像合成、传感器效应仿真)阐述了仿真思路。生成的图像可以充分的考核捕获跟踪设备的性能。

景像匹配仿真中实时图的仿真生成

实时图的仿真生成是景像匹配仿真研究中的重要内容之一。系统研究了实时图仿真中的各种畸变模型的建立问题。分析了实时图与基准图之间存在的主要差异,设计了包括噪声干扰、几何畸变、灰度畸变等形式的10种畸变模型,给出了相应的实验结果。通过匹配仿真实验验证了这些模型在匹配算法性能评估及基准图可匹配性检验中的实用意义。

景象匹配实时图模拟生成中几何畸变的建模与仿真

景象匹配实时图的模拟生成是巡航导弹末制导系统仿真和景象匹配算法验证的关键技术之一。文中分析了导弹飞行过程中实时图获取时几何畸变产生的原因,建立了基于导弹姿态角偏差和飞行高度偏差的几何畸变模型,给出了实时图模拟生成的方法,实现了具有几何畸变实时图的模拟生成。仿真实验结果验证了方法的有效性和实用性。

红外图像仿真系统的设计与实现

红外图像的获取方法有试验和仿真等多种。试验获取方法成本较高,过程复杂,提出一种利用仿真手段获取红外图像的方法,容易实现、成本低廉。首先,介绍了虚拟场景的建模方法,利用仿真建模软件MultiGen Creator建立了场景模型库,并进行大气建模和红外材质建模;其次,利用场景驱动软件Vega对所有的模型进行了驱动和渲染,生成可调用的adf文件;最后,开发了人机交互界面,通过VC++与Vega提供的API,设计实现了红外图像仿真系统,可以使场景在可见光和红外波段之间转换,也可以实现场景的实时漫游,还实现了特殊效果展示以及其他仿真功能,运行效果良好。

海战场环境实时红外视景仿真

海战场环境实时红外视景仿真已成为提高军事训练水平的重要手段,也是对装备进行性能评估的重要方法。简单介绍了红外视景仿真的发展现状,并依据视景仿真步骤重点对目标模拟和背景模拟进行具体研究;对如何提高实时性给出了具体思路,最后对红外视景生成结果进行分析。所仿真的红外视景符合实际情况,效果逼真,可以用于对装备的性能评估和战术应用研究。

基于OpenGL实时红外视景仿真研究

实时红外视景仿真已成为红外成像制导武器设计和评估的重要方法 ,仿真的关键环节在于红外视景图像的生成 ,具有重大的军事和经济意义。文中简单介绍了基于OpenGL工具创建三维图形的步骤 ,并依据创建步骤对目标模拟、背景生成以及红外视景的动态生成进行具体分析 ;对目标模拟借助于专业的CAD软件进行几何建模 ,对模型面元划分后进行温度场和红外辐射亮度的计算 ,并量化为灰度值进行渲染处理 ;依据背景数据库技术 ,选用合适背景图像利用纹理映射技术生成所需背景 ;动态红外视景仿真对实时性要求很高 。

实时红外成像场景生成技术的发展及应用

建模和仿真在包括导弹系统在内的宇航系统中的作用逐步提高,并将在今后二十年起到更加重要的作用。由于计算处理能力将提高几个数量级,计算和数据存储成本将进一步降低,且具有余量。仿真越来越复杂的物理过程的能力将变得更加受仿真所涉及子模型的拟真度的限制,而非受仿真所能得到的计算能力的充足性的限制。文中概述了建模和仿真技术在红外成像制导系统全寿命周期开发和试验评估中的作用,介绍了基于GPU实时红外场景计算机硬件技术、实时红外场景生成算法与软件、多光谱实时图像合成技术等实时红外场景生成技术的研究进展,概述了实时红外场景生成技术在红外成像制导系统开发与试验评估中的应用。

基于BP神经网络的运动目标红外图像仿真

针对国内外红外图像仿真中采用热力学方法对物体温度场建模的不足,将基于BP神经网络的机器学习算法应用到物体的红外图像仿真中。根据车辆的红外特性将其表面划分为若干区域,并对所划区域的表面温度进行多次测量,得到训练样本集合,然后运用神经网络建立车辆的温度场模型,并对车辆在设定气候条件下的静止和运动状态进行仿真。根据仿真结果分析,此模型能够根据所设定的气候条件较准确地实时仿真运动目标的红外图像。

CCD成像单元仿真系统的实时显示方法研究(英文)

依据某型号航天光学遥感器内部系统通信协议,对CCD成像单元仿真系统在通信过程中的实时显示方法进行了研究。提出了一种利用计算机仿真技术,以计算机算法控制为核心,以通信控制电路为基础的实时显示实现的方法。阐述了航天光学遥感器CCD成像单元仿真系统的工作原理;分析了CCD成像单元仿真系统实时性需求,并应用微秒级精度的定时器对实时显示时间进行定时测试。经过实验证明,该方法满足预定要求,实现了仿真环境下的实时显示,完成了对航天光学遥感器内部遥感器控制单元的检测。

下视景象实时图像姿态畸变的仿真

下视景象匹配仿真系统中,需要用计算机模拟生成大量实时图像来评估匹配算法的性能。在影响下视景象实时图像成像的各种误差因素中,导弹偏航、俯仰和翻滚等姿态引起的成像姿态畸变是其关键的畸变误差模型之一。该文研究了导弹姿态对下视景象实时图像成像所造成的影响,并在建立和分析实时图像成像姿态畸变数学模型的基础上,详细阐述了一种利用基准图进行实时图像姿态畸变模拟仿真的方法,以模拟生成所需的实时图像。仿真实验结果验证了该方法的正确性和有效性。

基于高速湍流统计模型的红外退化图像仿真

超音速飞行条件下红外成像探测系统受到气动光学效应影响,其图像畸变和模糊退化问题十分严重,严重影响了红外制导系统的制导精度。常规的气动光学效应模拟仿真研究存在大数据量计算和非连续仿真问题,不能满足地面仿真的实时性需要。提出了基于高速湍流统计模型的快速仿真算法,用于气动退化图像实时复原方法和算法研究。根据本文提出的算法仿真得到的退化图像与实际的气动退化图像相似度较高,并且模型实现简单,能够满足地面实时仿真的需要。

注入式红外捕获跟踪仿真关键技术研究

阐述了注入式红外捕获跟踪仿真系统的组成及工作流程;分析了制约仿真体系构建的关键技术,针对目标在图像中位置的仿真精度要求,提出了直接采集红外捕获跟踪设备编码盘角度信息来进行目标位置仿真计算的方法;针对红外图像生成实时性要求,提出了预先生成目标、背景图像数据,在仿真进程中将之实时合成的方法,并通过实验验证了所提方法的有效性;最后提出了仿真体系构建的建议。

光CT的扇束投影重排方法及投影几何分析

在工业过程监控中,由于被测物理过程的发生时间短,因此光CT装置将不可能象医学CT那样有充足的时间进行“静态”成像,而是必须进行实时性较高的“动态”成像(或称为流动成像).其制约是光线扫描的投影视角和投影数量都不可能太多.根据这一情况,在医学CT中常用的一些图像重建算法如反投影法、滤波反投影法和投影重排方法都必须加以改进才能引用.为此,本文研究扇束投影重排方法在光学流动成像中的应用可行性,分析其计算方法和步骤,并确定光线扇束结构中的光源个数、扇形张角和探测器个数之间的约束关系,同时也分析了内插精度对图像质量的影响.在数值模拟实验中,将投影重排方法与反投影法的重建图象进行了比较,进一步评判本文方法的图象质量和成像实时性等方面的性能.

光学对地观测卫星在轨成像实时模拟方法

传感器成像仿真方法无法快速直观的获得给定时间和相应轨道的卫星传感器的成像结果,采用基于虚拟现实的模拟方法进行光学对地观测卫星在轨成像实时模拟,构建卫星在轨运行的虚拟空间环境,依照传感器的成像模型,将卫星传感器映射到虚拟空间环境中,实现卫星在轨成像模拟,加入成像误差模型,完成整个成像仿真。通过实验验证了方法的有效性,实验结果表明:该实时模拟方法高速、有效,能为相关研究提供仿真数据,为全链路动态实时遥感仿真奠定基础。

红外图像实时生成系统的实时性实现

针对红外图像实时生成系统的实时性需求,从高帧频图像实时生成、图像数据实时传输、实时控制三个方面对系统中与实时性相关的关键环节进行了探讨。通过选用高品质的图形工作站、搭建高速通信网络、图像实时生成软件的实时性设计和实时操作系统VxWorks与硬件的无缝连接等措施,使系统实现了高实时性。论证表明,采用这些措施可以在Windows XP操作平台上生成128×128像元、200 Hz以上帧频的逼真红外图像。

系统级仿真与验证方法在精确打击武器成像系统中的应用

合成孔径雷达(SAR)实时成像处理系统的快速仿真与验证是系统实现的前提条件,也是以SAR系统为图像匹配末制导方式的精确打击武器设计的必经之路。根据随机信号理论,对SAR成像系统的误差特性进行了简单分析。研究了基于系统级描述语言的、高效的、快速的系统级算法仿真与验证方法,使得在系统设计之初,就能够验证系统的功能与性能,并探索系统实现的体系架构。在此基础上以System C为系统级描述工具,对SAR成像的RD算法进行了单精度浮点和定点成像的仿真比较。