用于场景仿真的红外成像模型及其有效性分析

结合辐射传输定律,对计算机图形学中常用的光照模型进行了一系列改进,得到了简化的可用于场景仿真的红外成像计算模型.具体改进如下:1)增加了几何体表面的温度分布和材料参数;2)在模型中引入了自发辐射项和探测器特性参数.采用光线跟踪方法构建了以该模型为基础的红外场景成像模拟仿真系统,可生成任意观察视角的3D场景红外图像.对三个典型场景进行了红外成像计算,用中波红外探测器采集到的红外图像进行对比.主观比较可看出该计算模型生成的图像与实采图像在基本特征上是相似的,验证了该模型的有效性.定量比较也说明模拟图像与实际图像在主要特征上相符,但绝对亮度上存在较大差异,分析了原因,并提出了改进方向.

基于红外检测技术的电力系统变压器套管绝缘缺陷故障检测

为了提高电力系统变压器套管绝缘缺陷故障检测能力,提出基于红外检测技术的电力系统变压器套管绝缘缺陷故障检测方法。构建电力系统变压器三维重构模型,通过分析电力系统变压器套管绝缘红外成像模糊特征量,进行模糊度辨识分析,通过关联规则挖掘,得到电力系统变压器套管绝缘红外特征分布,结合套管绝缘缺陷故障类型,确定电力系统变压器套管绝缘缺陷定位,与关键特征信息点进行信息融合,对变压器停电进行套管试验和红外成像的异常特征分析,结合参数优化辨识技术,实现电力系统变压器套管绝缘缺陷故障检测优化。仿真结果表明,采用该方法进行电力系统变压器套管绝缘缺陷故障检测的输出稳定性较高,定位检测的精度较好,提高了缺陷故障的准确辨识能力。

基于遥感反演的空间下视系统红外场景仿真

空间红外下视系统的真实感红外场景仿真一直以来都是研究的一个难点。提出了一种基于卫星红外遥感反演数据的空间下视红外场景仿真方法。利用红外遥感反演数据,通过匹配算法获得仿真波段内地表红外纹理,建立了下视红外观测模型,对地表红外纹理图像在传感器焦平面上重采样,最后按照辐射传输理论,计算生成光学入瞳前红外场景。仿真结果表明:该方法可以逼真地模拟地物场景红外纹理特征。将热红外遥感反演技术应用于红外场景仿真,极大简化了大规模地表场景仿真过程,为空间下视系统红外场景仿真提供了一种直观、有效的新方法。

红外热像仪标定方法

为了由红外图像得到目标的经度、纬度和高度信息,对目标精确定位,提出一种新的红外热像仪标定方法。以针孔成像模型作为红外热像仪成像模型,选择小热源作为标定点,以WGS-84坐标系作为世界坐标系,引入北东天(NEU)坐标系,先通过借鉴主动视觉的思想控制热像仪绕光心旋转得到外部参数,然后借助GPS接收机测得标定点世界坐标,利用这些标定点的像素坐标和世界坐标由最小二乘估计求解内部参数。实验表明新方法精度高、成本低,适合于实际应用。

一种新的红外纹理生成方法

为解决大规模背景场景纹理生成中的问题,结合纹理数据和物理模型,提出一种新的红外纹理生成方法.分析背景红外成像模型,通过建立背景温度模型、辐射模型、灰度映射模型,得到不同天气、任意时段的红外灰度值;利用可见光纹理图像,结合统计方法提取灰度空间分布,合成红外纹理.通过调节合成因子,可以生成具有红外辐射信息又不乏灰度空间变化信息的红外场景仿真图像.实验结果表明:该方法有效解决了实测数据获取困难,复杂建模耗时耗力、计算误差大的问题;生成的红外场景可视化效果大大提高,同时也能真实反映场景24 h温度变化规律.