飞机目标红外特性计算与图像仿真

飞机高空高速飞行条件下,红外图像的获取通常较为耗时、费用昂贵,且受不同成像条件的影响严重。为解决这类问题,从分析飞机目标红外辐射特性出发,提出飞机蒙皮、尾喷口及尾焰在不同波段、不同角度下的红外特性计算方法,建立一种飞机红外成像仿真模型。以面向对象技术设计仿真对象、类和人机接口,通过VC软件平台编程生成动态红外图像。在红外制导和火力控制中,仿真图像对目标检测和跟踪研究具有一定参考价值。

Vega中的传感器模块在红外成像仿真中的应用

针对红外成像制导系统仿真对红外场景的需求,提出一种基于Vega中传感器模块的红外成像仿真的方法。介绍红外成像仿真的原理及研究现状,阐述传感器模块的特点和功用。给出了红外图像实时生成系统的组成及工作流程,较为详细地阐述了红外成像仿真的流程,重点阐述了红外传感器仿真模块、传感器视效模拟模块在红外成像仿真中的应用并给出了仿真结果。实验证明,该方法能够满足实际任务对图像仿真逼真度和实时性的要求。

红外仿真中的海面辐射模型

作为海面目标的主要背景,海面的红外辐射特性对于舰船红外仿真研究具有重大意义。建立了三种海面辐射计算模型:漫射灰体、平静海面和波浪海面,并针对红外仿真中舰船辐射场和海面背景红外热像模拟两方面的计算要求比较分析了三种模型的计算结果。结果表明,对于舰船辐射场计算而言,使用经验模型已经具有足够的精度;而在模拟海面背景红外热像时,波浪的影响不可忽视,必须采用波浪海面模型模拟海面辐射亮度。

基于Creator和Vega的红外图像实时生成软件设计

针对红外成像仿真对高逼真高实时动态红外图像的需求,提出了一种以Visual C++为开发平台,基于可视化仿真软件Creator和Vega设计开发红外图像实时生成软件的方法。简要介绍了Creator软件的功能,分析了Vega开发环境的主要特点,给出了场景和红外辐射建模方法,重点讨论了在Vega环境下开发红外图像实时生成软件的设计流程和TMM工具、MAT工具以及Sensor模块功能模块的功用,同时对软件进行了实时性设计。

应用Vega模块的红外成像系统仿真建模方法

利用计算机仿真生成逼真、实时的红外导引头视场图像对于红外成像制导仿真具有重要的应用价值。根据红外成像理论和仿真建模特点,列举了以飞机为目标的实时图像生成系统中仿真建模的关键技术;从目标3D建模、飞机尾焰建模、目标和背景辐射建模和大气传输等几个方面阐述了红外成像建模的特点和需求;提出了应用Vega软件专用模块进行红外辐射特性建模的方法;最后给出了利用Sensor Vision模块生成红外图像的过程。目前,该方法已成功运用于某型红外目标模拟器的设计中。

基于单站双波段红外图像的面目标被动测距研究

论文将凝视红外成像系统的工作过程划分为与目标距离有关的第一阶段和只与探测器有关的第二阶段;针对第一阶段推导了面目标在凝视红外成像系统入瞳处的辐亮度的表达式,针对第二阶段利用黑体定标实验求解了红外图像灰度与入瞳处目标辐亮度之间的表达式;然后基于单站双波段红外成像系统所得到的目标红外图像推导了面目标距离表达式。最后论文采用机场等地实测单站双波段红外图像数据对算法进行了验证并对试验结果和误差进行了分析。

一种飞行器蒙皮红外辐射图像生成方法

提出了一种实用的飞行器蒙皮红外辐射图像生成方法。首先是飞行器的几何建模与网格化并通过建立控制方程求解蒙皮温度场;其次,通过飞行器蒙皮红外辐射各单元面按深度排序后依次投影,实现了数据从三维空间到二维平面的转换,生成了各个角度的飞行器蒙皮温度分布图,进而计算辐射亮度并进行规格化处理。利用图像表达方式,实现飞行器蒙皮红外波段辐射亮度成像。实验证明,该方法简单实用,为研究飞行器蒙皮红外辐射分布提供了有效的表现形式。

红外图像的计算机仿真及仿真软件

根据红外成像理论 ,提出了红外图像计算机仿真的原理和方法 ,分析了各种辐射对成像的影响 ,给出了辐射计算公式及无源场景温度求解方法 ,说明了场景模型、大气传输模型和材料的物理特性库在红外图像仿真中的作用 ,介绍了一种红外图像计算机仿真软件 ,进行了仿真实验并给出了一些仿真图像。

可见光迷彩与红外斑块分离的多梯度红外隐身涂料研究

具有高、中、低不同辐射率的三色迷彩涂料能有效降低目标表面红外辐射强度,缩短热成像系统探测距离。通过对X-烧结颜料、锌钡白、铁蓝、氧化铬绿等颜(填)料的红外透明性分析,研究涂层红外辐射率和可见光的关系,通过添加红外高反射填料,设计涂料的组成配比和颜基比,制备相同迷彩颜色、不同辐射率的多梯度红外隐身涂料,使涂层在具备热图像分割的基础上,实现可见光迷彩与红外斑块的分离,进一步降低武器装备的被识别概率。

场景红外成像仿真原理和应用

根据红外成像理论 ,分析了各种因素对红外辐射的影响 ,提出了红外图像计算机仿真的原理与方法 ,给出了红外辐射的计算公式。介绍了一种红外图像的计算机软件 ,并给出了仿真结果。

大型地面目标红外辐射亮度外场模拟系统

为实现大型地面目标红外辐射亮度的外场模拟,研制了一套红外辐射外场模拟系统。采用一种电加热布作为红外辐射材料,将其粘贴于长方形充气靶表面,通过温度控制系统控制电加热布表面温度来实现红外辐射亮度的外场模拟。为提高模拟精度,采用长波热像仪作为温度控制系统中的一个环节,建立了热像仪测温结果与温控系统设定值及环境温度之间的关系公式,为给定辐射亮度条件下红外辐射材料表面温度的设置提供参考。另外,也考虑了靶场环境对红外辐射材料辐射亮度的影响。大量外场试验证明,提出的方法能够在一定精度范围内实现目标红外辐射亮度的外场模拟,其模拟精度换算为辐射温度约为2℃。

干燥裸地红外辐射统计特性:发射率起伏的影响

根据干燥裸露地表的稳态热平衡方程,考虑到地表的感热交换和天空热辐射的作用,用Monte-Carlo方法分析了风场下地表发射率空间起伏对裸露地表红外辐射统计特性的影响。结果表明:由于地表发射率在空间的起伏变化,地表热红外图像的反差将显著增加;地表辐射温度概率密度分布的偏态与峰度也不同程度地发失变化。

基于Vega的红外星空目标视景仿真

由于获取真实星空红外图像难度大、成本高、耗时长,提出了利用SensorVision模块进行星空目标红外视景仿真的方法;根据热平衡理论,从建立目标卫星的温度模型入手,利用Creator绘制空间目标模型,应用Vega、SensorVision模块生成星空背景下某卫星飞行的红外图像,实现了任意位置、任意视角的观测效果;为红外探测系统的构建提供了可靠的理论依据,也为航天工程中目标检测与跟踪的数据源实时仿真提供了可行性的参考方法。

基于层次图像缓存技术的实时红外云场景仿真

针对云仿真的物理模型法和随机过程法各自的优缺点,提出了一种综合改进的办法:首先建立云团物理模型,模拟云团外形轮廓与水滴分布等细节信息;然后根据物理模型生成层次纹理,进行实时渲染。在分析了云的红外辐射特性的基础上,针对红外云场景温度场分布复杂,随机程度高的特点,提出了一种高效简化的办法:利用探测器接收到的粒子平均累积密度的波动和云团的平均温度模拟云团温度场的随机分布。在此基础上进行了仿真,仿真速度有了大幅提高。

基于Creator和Vega的动态红外图像仿真研究

为了提高红外成像仿真技术和加快红外制导武器的研发进程,分析了目标场景辐射特性模型、大气传输模型以及红外探测器模型,并以F16飞机为例详细介绍了基于Creator和Vega的动态红外图像仿真过程。基于MFC和Vega API编程开发了一种用于切换不同仿真条件和调整参数的友好交互界面,实现了对红外图像的动态控制,给仿真带来了极大的便利和很好的效果。

PCB红外热像辐射率校准的非线性滤波方法

在印制电路板 (PCB)的红外辐射诊断中 ,为了获得PCB表面温度的真实分布 ,须对PCB红外热像进行辐射率校准 .将PCB表面温度的测量波形看作真实温度分布与辐射率分布的混合波形 ,提出一种非线性滤波方法 ,利用二者连续性的差异将其区分开来 .讨论了作为该方法关键步骤的红外热像突变点检测的小波变换实现问题 .实验结果表明该方法能够准确地估计PCB表面温度的真实分布波形 .

基于Vega的某凝视型红外热成像系统仿真研究

基于Vega软件的红外仿真模块,结合凝视型热成像系统的具体成像原理,介绍了红外仿真的基本思路,分析了Sen-sorWorks模块的理论基础,把模块模型分解为调制传递函数模型和噪声模型;给出了具体的仿真结果。

乌洛托品对MTV诱饵剂光谱辐射性能的影响

为改善诱饵剂红外辐射性能,在一种MTV型诱饵剂配方中加入乌洛托品,对其燃烧后性能进行测试分析。结果表明：加入乌洛托品之后,药剂燃烧时间延长,温度降低,由于降温作用以及乌洛托品燃烧产物的选择性辐射使得诱饵剂光谱辐射亮度比L3~5μm/L2.5~3.0μm变大;当添加量为15%时,药剂燃烧时间从2.1s延长到3.56s,燃烧的最高温度从1 707.2℃降低到1 208.1℃,L3~5μm/L2.5~3.0μm从1.88提升至2.51,所以加入乌洛托品可以改善MTV诱饵剂红外辐射性能。

红外成像引信的计算机仿真

文中提出了红外成像引信的计算机仿真方案 :首先是建立飞机的红外辐射模型 ,建立不同部位 (单层蒙皮、内有热源蒙皮、油箱 )的热平衡方程 ,进而得到相应波长范围内的红外辐射强度 ;接着提出了弹目交会的数学模型 ,以获得各种交会状态下的飞机红外图像 ;然后提取包括边角位置、方位和角度大小的图像特征 ;最后用神经网络的方法对所得特征集进行模式分类。

红外目标图像动态生成技术

红外图像序列是红外制导与目标识别研究的基础,但通常真实的红外图像序列较难获得。本文提出了一种以Visual C++为开发平台,基于可视化仿真软件Creator和Vega快速设计开发红外图像序列生成系统的方法,重点讨论了在Vega环境下开发红外图像生成软件的设计流程,TMM工具和MAT工具的应用,以及温度控制模块、干扰弹模拟、控制模块与高精度帧频控制的实现。生成的图像序列可用于导弹的制导系统、抗干扰算法研究等,具有一定的工程应用价值。