时序平滑多尺度叠加动态红外云场景仿真

天基红外观测场景中云场景具有几何结构动态变化复杂、尺度变化随机、辐射动态变化不确定的特点且与天基动态探测链路耦合,对系统探测效能造成极大影响。因此,开展云场景仿真方法研究对天基红外光学卫星系统设计具有非常重要的意义。针对传统仿真方法在大尺度动态云图像仿真应用中计算效率低、占用内存大的问题,提出了一种基于时序平滑多尺度叠加方法的动态云图像仿真方法,在基于多尺度叠加算法进行云层整体位置移动仿真的基础上,利用帧间插值的方法实现动态云层形状结构变化,计算效率提高10倍以上,真实模拟云场景的整体移动与内部变化,实现大尺度动态云图像的仿真。     

一种红外动态场景图像评价装置的性能测试

随着红外动态场景生成技术的发展,对生成器所产生的红外场景的质量要求越来越高,这就需要对产生的红外场景的质量进行全面的评价。红外图像评价测试理论和测试方法的研究能够对红外场景生成器的性能进行系统的评价,并对生成器的改进和发展提出具体要求,具有学术意义和实用价值。介绍了一种红外动态场景质量的评价装置,并对该装置的性能进行了测试,测试指标包括温度范围、最小像元尺寸、视场及最大几何分辨率、响应速度、温度分辨率、辐射功率范围等。此红外动态场景质量的评价装置能够定量测试红外场景生成器的性能。     

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.     

基于DMD的动态红外场景仿真技术研究

相对于现有红外场景仿真技术而言,基于数字微镜器件(DMD)的动态红外场景仿真技术具有高图像分辨率、高光学效率、高亮度等优点,已逐渐成为红外目标成像仿真技术发展的主要方向.结合国内外研究现状,详细阐述了基于DMD的红外场景仿真技术原理及其工作过程,探讨了灰度调制和转换效率计算问题,最后对几个关键技术问题进行了归纳.     

红外成像系统仿真

基于红外设备外场试验可以获得很多系统参量,提出红外成像系统效应仿真应基于设备外场试验参量进行.分析了红外成像系统的像差效应、离焦效应、空间积分效应和噪声分布,分别就红外成像系统的光学系统效应和探测器效应进行了仿真.结合红外系统试验参量给出了红外成像系统效应仿真结果.     

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。     

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。     

红外动态景象仿真中光学系统效应仿真

在采用数字图像注入方法对红外成像跟踪搜索系统或红外预警系统进行仿真试验中,红外动态场景仿真是仿真系统的核心技术,而光学系统效应仿真是红外动态场景仿真中的重要部分。由于仿真对象为非相干红外成像系统,光学系统效应可以只考虑其能量域内成像效应和像弥散或能量分散效应。光学系统质量一般用调制传递函数描述,可由调制传递函数计算点扩展函数,并建立基于点扩展函数的光学系统效应模型。只要调制传递函数给定准确,此方法建立的光学系统效应仿真模型的逼真度便有保证,而调制传递函数可以通过普通的光学系统测试方法获得。     

飞机红外辐射计算及图像仿真

针对红外对抗与空战仿真的研究需要,对空中飞机红外图像的生成方法进行研究。从红外探测器的成像机理出发,建立了一种空中飞机红外成像仿真模型。首先分别建立机体与尾焰流场计算域的几何模型,并通过Fluent软件计算得到机体与尾焰的温度场,计算中重点考虑了外部热环境与舱内传热对机体温度场的影响;然后建立视线方程与亮度矩阵,计算探测器每个像素点接收的红外辐射亮度大小,经过灰度量化将辐射亮度值转化成灰度级别;最后通过VC++与OpenGL编程生成了飞机的红外灰度图像,并对比分析了不同波段、不同方位下飞机红外图像及红外辐射强度的差异。研究成果可为红外成像导弹的目标识别研究提供目标源。     

动态红外场景生成新技术

总结了目前用于半实物仿真的红外场景生成技术的新进展,介绍了几种典型的新技术,例 如:超大阵列规模的薄膜镜光调制器场景生成技术、中波红外LED 阵列红外场景生成技术、基于聚合 液晶的红外液晶光阀红外场景生成技术、一种新型的用于半实物仿真场景生成投影系统的电子束寻 址反射型空间光调制器、一种基于微型发射器的红外场景生成技术、基于MEMS 技术的单层锗化硅 红外宽波段微发射器阵列红外场景生成技术等。最后对红外场景生成技术的未来发展方向和趋势作 了分析和展望。