建筑物目标三维红外场景仿真

提出了建筑物目标三维红外场景仿真方法。首先分析了三维场景模型的生成方法,采用软件绘制的方法获取三维场景,并将其加载至OpenGL环境中进一步处理;然后分析了三维红外场景的生成方法,对辐射源进行三维模拟,建立红外成像模型,得到目标表面红外辐射特性;最后模拟红外热像仪生成目标三维红外场景,给出了仿真结果和温度对比曲线。实验结果表明,仿真图像真实地反映了建筑物目标的红外辐射特性,各部分温度与实测温度变化规律基本一致。本文所述仿真方法切实可行,达到了场景仿真的效果。     

海洋作战环境动态红外图像的计算机仿真

文中介绍了海洋作战环境动态红外图像仿真的实现。从分析舰船热环境出发，建立了舰船的温度模型，利用ＯＷＴＲＡＮ模型计算场景中点的红外辐射，将计算结果量化，形灰值。最后，利用计算机图形学的方法生成动态红外图像。     

目标高真实感红外图像生成方法

为满足仿真实验对高真实感目标红外图像的需求,提出了一种基于实测图像与三维数字仿真相结合的红外图像生成方法。通过测量获得物体表面实际辐射分布,以此为基础数据,建立真实温度分布的数学反演模型,生成目标红外纹理。再将纹理映射到几何模型,利用三维渲染技术生成高真实感红外图像。实验结果表明:该方法仿真灵活性高,生成的目标红外特征自然、准确,纹理细节丰富,图像实用性强。     

红外动态景象生成装置辐射特性测试方法

红外动态景象生成装置是红外目标、背景模拟系统的重要组成部分,用于生成红外动态场景。基于微电阻阵列的红外动态景象生成装置,由图像生成计算机、微电阻阵列红外图像转换器、图像转换与驱动系统、光学投射系统等组成。动态景象生成装置的红外辐射特性,是描述其所生成图像品质的重要指标,也是微电阻阵列系统非均匀性修正的依据。基于微电阻阵列红外动态景象生成装置辐射单元小、辐射能量弱、成像帧频高的特点,描述了一种辐射特性测试方法,该方法将动态景象生成装置作为一个被测整体,以红外热像仪监视、单元探测器扫描测试为基本途径,较好解决了微电阻阵列红外动态景象生成装置辐射特性测试中的一系列问题。     

基于OpenGL的飞行场景红外仿真

在现代化战争中,红外探测与制导技术的使用已越来越广泛,因此如何实时生成战场环境的红外图像就变得非常重要。在Visual C++6.0环境中,利用OpenGL构建了可见光飞行场景;主要基于红外辐射相关理论,对场景中的目标和背景模型进行了红外辐射特性分析,并计算出了各部分模型面元的红外辐射强度;同时使用LOWTRAN7软件分析了大气衰减的影响,并通过灰度量化和OpenGL渲染技术构建了一种实时、动态的飞行场景红外仿真系统。试验结果表明,该系统能够实时生成飞行目标在不同红外波段及不同大气环境影响下的红外图像。     

空间目标动态红外图像的计算机生成

介绍了大气层外空间目标动态红外图像仿真的实现。对空间目标进行了几何建模和运动特性建模。在此基础上，着重研究了空间目标的红外辐射特性，简化了通常使用的计算航天器温度的节点网络法，建立了空间目标外表面的红外热辐射模型，并将计算结果量化，形成灰度值。最后，利用计算机图形学的方法生成了动态红外图像。     

红外多光谱图像仿真方法研究

针对光电武器研制过程中多光谱图像获取困难的问题,提出了一种通过三维立体场景生成红外多光谱仿真图像的方法。该方法能够生成三维场景任意角度的红外仿真图像,并形成特定波长范围的数据立方体。在3~5 m 范围内对特定目标进行了仿真实验,以0.005 m 为步长生成了包含401张红外图像的数据立方体。为体现反射光的方向特性,推导了一种基于Phong 模型的BRDF 模型,并应用于对方向性较强的太阳直接辐射的反射在红外波段的计算,并在3~5 m 范围生成了具有方向特性的红外仿真图像立方体。一系列实验数据表明,该仿真方法可快速生成红外多光谱图像数据立方体,而BRDF 模型能够真实地反映反射的方向特性,提高了仿真图像的逼真度。     

基于OGRE的动态红外场景仿真研究

对基于OGRE渲染引擎的红外场景仿真框架进行了研究,初步实现了一个动态红外场景仿真系统。该系统建立了符合红外辐射传输过程的“目标-背景-大气-成像系统”综合模型,能够按照用户输入参数和控制。生成不同效果的动态红外场景图像。     

基于Vega的动态红外图像仿真

为提高红外图像的仿真效果,在Vega平台实现动态红外图像的仿真。首先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,然后以F-16飞机为例详细地分析了Creator建立三维模型和在Vega平台完成动态红外图像仿真的过程,最后利用MFC和Vega API编程开发了友好的交互界面,用于不同仿真条件的切换和参数的调整。仿真实验结果表明该方法简单易行、有较高的逼真度,可为红外目标模拟器提供信号源。     

基于物理模型的战场烟幕实时红外仿真

烟幕、灰尘、云、火焰等不规则物体的实时红外仿真技术是战场环境红外图像实时生成的关键技术和难点之一。以烟幕红外仿真为例,首先基于Navier-Stokes方程对烟幕的外形进行了建模,给出了其初始化和边界处理方法;然后基于灰体辐射模型和光线投射算法考虑了烟幕自身辐射和太阳光照射两种因素对烟幕的红外辐射特性进行了建模;最后,利用CUDA并行计算工具对基于物理模型的烟幕红外仿真进行了实现,成功地将红外烟幕嵌入到基于Vega的红外场景中,并对利用Vega粒子系统产生的红外烟幕和基于物理模型的红外烟幕的效果进行了对比。仿真结果表明,基于物理模型的烟幕红外仿真满足实时性需求,且具有真实感强,可控性好的优点。     

基于增强现实的动态红外场景仿真系统设计研究

传统的仿真技术会受算法的复杂度、运算能力及接口等的限制。针对这一问题,设计了一种基于增强现实的思想在真实图像上进行实时动态红外场景仿真的系统。首先使用3DS MAX生成虚拟目标模型,再对虚拟目标模型进行几何一致性变换和红外辐射一致性变换,使用SURF-ORB特征匹配对探测器的运动姿态进行跟踪,最终通过光栅渲染使虚拟目标与真实场景进行虚实融合,完成基于增强现实的动态红外场景仿真系统的设计。实验结果显示,该系统能够实现高帧频、高真实性的红外仿真图像,具有较强的可扩展性。     

红外动态场景测试评价技术

建立了一套红外场景生成装置的主要技术指标性能评测体系,给出了指标的定义,建立了指标体系的物理模型,并给出了系统评测理论和测试方法.红外场景生成装置的主要技术指标包括时间特性、空间分辨率、空间均匀性、几何畸变、动态范围、最大辐射功率密度、最小可分辨温差、串扰和辐射对比度等,并针对这些指标进行了详细分析,认为这些指标能比较全面地评价红外场景生成装置的成像质量.这些指标中又以均匀性、对比度、几何畸变和空间分辨率最为重要,应为红外图像性能评测中优先考虑的评测指标.     

动态红外场景仿真方法研究

利用计算机模拟生成动态合成场景，是红外仿真系统中最适用和方便的图像提供方法。首先对动态红外场景的仿真过程、实现方法进行了论述。介绍并分析了几个典型的仿真模型，展望了未来的发展趋势，并给出了红外场景仿真的部分实验结果，最后对今后的研究提出了几点看法。     

地球临边场景红外遥感成像仿真方法

地球临边场景仿真是卫星红外探测领域的关键组成部分,是空中高速目标远距离探测场景模拟的重要基础。临边观测下的地球表面近似于球面,传统的基于海洋三维形态并计算表面辐射特性的海洋红外图像仿真方法不适用。云层的厚度和高度对红外辐射传输特性的计算有重要影响,视云层为粒子团的处理方法会大大降低仿真的计算速度。因此,研究了海洋和云的红外辐射模型、地球-空间坐标系与红外相机坐标系的转换关系和大气传输模型,提出地球临边场景红外遥感成像仿真方法。根据场景组分的差异,分别建立海洋分布模型、多层云分布模型,并根据海洋和云层的红外辐射与反射特性,构建地球临边场景红外辐射模型。通过地球-空间坐标系与相机坐标系的转换关系,利用大气传输理论和传感器效应仿真,计算各观测角度的地球临边场景卫星遥感红外仿真图像。实验结果表明:仿真得到的红外图像画质清晰,符合地球临边场景红外辐射特性,其平均拉普拉斯算子和可达0.15,平均灰度梯度可达0.70。     

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。     

红外半实物仿真系统的关键技术

红外半实物仿真系统通过生成高逼真动态红外场景图像，为红外成像系统提供测试环境，在红外成像系统的开发、测试和评估中起着非常重要的作用。围绕红外半实物仿真系统中的关键技术，介绍了该系统中采用的动态红外图像生成技术和红外场景投影技术的原理及其优缺点和目前发展状况，以及红外场景仿真和投影器件的发展方向。     

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。     

FY-4辐射计红外图像的仿真技术方法研究

研究了FY-4辐射计红外图像的仿真技术方法.考虑地表经纬度、海拔高度、地表区域类型、大气辐射传输等因素的影响,建立了地表区域温度模型和红外辐射亮度模型,计算得到FY-4辐射计接收的地球表面红外辐射亮度分布;研究辐射计成像中几何畸变的空间响应特性,建立空间转换模型,模拟生成了符合FY-4辐射计空间分辨率指标的红外视场图像.结果表明,仿真生成的红外图像效果逼真,可用于FY-4辐射计技术指标的验证和成像效果的评价.     

弹道目标识别的红外辐射数据仿真研究

充足的目标红外辐射数据集是研究弹道目标检测、跟踪与识别的必备前提,以往弹道目标红外数据仿真模型强调特定参数场景下的光学成像研究,以解决目标检测和关联跟踪等图像信息处理问题;而目标识别所需的数据仿真模型更注重在可能的动态参数范围内对目标辐射强度信号变化规律的探究。为了满足目标识别的数据仿真要求,着重探讨了目标场景参数和辐射强度信号动态变化特性;并根据仿真结果分析了影响数据差异特性的底层因素,为设计适合任意仿真场景数据的目标识别算法予以启示。     

动态红外图像的建模与仿真技术

讨论了红外场景的动态图像建模与仿真技术，由于目标、背景、大气状态的复杂性，红外图像建模与仿真的难度很大。首先介绍了在SGI工作站环境下，红外图像序列建模和仿真软件的设计思想、实现方法和软件框架。然后分析各种辐射对成像的影响，给出辐射计算公式，分别就无源和有源场景进行了分析，提出无源场景温度的求解方法，说明了场景模型、大气传输模型和材料的物理特性对红外成像的作用。最后给出了建模与仿真的一些实例和综合评价。