基于OpenGL的空间目标图像生成方法

空间目标监视系统设计与目标识别算法开发需要有充足的图像源,为解决空间目标识别问题,在无法采用真实空间目标进行试验,开展仿真成像研究尤为重要,为使仿真图像体现真实空间目标成像探测系统且有探测能力,在分析OpenGL透视投影成像模型与真实成像系统的针孔成像模型之间的关系的基础上,提出了在OpenGL平台生成空间目标图像的方法与流程,通过合理设置有关参数生成目标和成像系统信息在内的仿真图像.经仿真实验证实,提高了仿真图像的真实感和可信度,并具有图像处理算法稳定性和可靠性,为空间目标成像探测系统设计和目标识别算法研究提供了数据基础.     

基于雷达散射特性的复杂目标SAR图像仿真

高频区复杂目标宽带雷达特征信号仿真,尤其是两维SAR图像的仿真对雷达目标识别和SAR图像解译具有重要意义.根据复杂目标三维模型运用物理光学(PO)法与增量长度绕射系数(ILDC)法结合的改进图形电磁算法快速计算目标雷达散射截面,而后通过对不同SAR成像模式的研究建立SAR仿真成像系统,从而分别仿真得到StripSAR、SpotSAR、ISAR图像.仿真结果与真实图像相比具有较好的相似度,验证了方法的有效性.     

红外成像制导半实物仿真目标图像生成技术

为实现半实物仿真中红外成像目标的模拟,依托红外动态景象模拟器,进行了成像目标的建模与仿真研究.基于当前主流战机及其红外干扰弹的调研数据,,建立了典型目标的三维模型和辐射模型,根据目标飞行数据求解干扰运动轨迹,生成图像序列以驱动成像系统完成成像目标的仿真.经工程应用证明,该仿真模型逼真可靠,提高了红外成像制导控制系统研究的验证水平.     

无人机全天时航空成像侦察系统建模与仿真

航空成像侦察是获取战术情报的重要途径。设计的全天时可见光航空相机成像侦察系统参照无人机各种飞行环境,基于无人机数学模型、可见光相机成像几何模型和大气辐射传输模型,实现航空相机在无人机运动参数、航空相机参数、大气环境参数变化情况下的成像侦察仿真。该系统由仿真参数初始化、数字地图加载、相机成像仿真、大气辐射传输仿真、无人机半物理仿真、图像仿真与报告输出六个模块组成。通过大量实验测试表明本系统模型有很高的逼真度和有效性,同时,可根据系统仿真报告对系统模型进行性能评估与改进。本系统的参数优化功能可指导和论证无人机航空相机成像侦察装备的研制工作。     

原子力显微镜系统广义预测控制与成像

在原子力显微镜(atomic force microscope,AFM)扫描样品时,控制参数调节困难,依赖于操作经验.本文基于在线动态模型辨识,提出了一种AFM系统广义预测自校正控制与成像方法.首先,利用CARIMA(controlled autoregressive and moving-average)参数模型来描述局部线性化后的AFM系统模型,并通过在线动态模型辨识得到线性化模型的参数;基于该模型,采用基于GPC(generalized predictive control)的优化方法,在线求解类PI(proportional integral)控制器的参数,进而得到一种具有控制参数自动调整功能的AFM成像方法.为了验证本文方法的有效性,进行了仿真与实验测试.结果表明,在AFM扫描速度不同或PI参数选择不恰当的情况下,该方法能够自动地调整控制器参数,从而减小控制误差,提高成像精度.     

EMCCD时序发生器的VHDL设计

具有电子倍增功能的CCD图像传感器在微光探测与成像领域获得了极大的成功。分析了该TC285SPD EMCCD用于微光成像时的控制要求,并结合模拟前端信号处理器AD9845B的时序控制要求,采用VHDL语言进行编程,实现了对该EMCCD的驱动控制。详细介绍了EMCCD时序发生器的VHDL设计方法和实现过程,在Quartus II环境下给出了系统的仿真结果,并对结果进行了分析讨论。     

用Vega生成真实传感器效果的光电成像模拟方法

成像仿真能够降低光电成像系统的研发费用,为研究图像处理算法提供充足的数据基础.提出了一种基于Vega的成像模拟方法,概述了Vega及其传感器模块SensorVision和SensorWorks的基本功能,分析了光电探测系统成像仿真的一般思路与流程,具体研究了在Vega环境下生成真实传感器效果的仿真模型与方法,给出了仿真结果,并与实验图像进行了比对,证明了模拟方法的合理性.     

红外成像导引头虚拟样机设计与仿真系统

虚拟样机技术是一种崭新的产品开发方法,它是一种基于产品的计算机仿真模型的数字化设计方法;利用虚拟样机可代替物理样机对产品进行创新设计、测试和评估;红外成像导引头涉及光、机、电、控制等多种技术专业范围,虚拟样机设计平台为红外成像导引头设计及仿真提供了虚拟样机环境,可以缩短导引头的开发周期,降低设计成本和风险;主要介绍了红外成像导引头虚拟样机设计与仿真系统的组成、功能,工作原理,并对基于虚拟样机设计与仿真系统的红外成像导引头研制流程进行了探讨;将虚拟样机设计与仿真系统应用于红外成像导引头的研制,可大大缩短其研制周期、降低研制成本.     

成像卫星任务规划可视化仿真系统实现技术

对成像卫星任务规划的方案进行可视化仿真分析,是确保成像卫星任务规划的可靠性和高效益的有效途径。本文在分析成像卫星任务规划的可视化仿真特性、建模特性、数据处理技术等的基础上,设计了一种适合于成像卫星任务规划的可视化仿真系统。该系统基于GIS设计了任务规划二维规划视图,在STK基础上构建了任务规划三维视景仿真分析环境。同时,建立了资源库,对仿真的场景、模型资源进行有效管理。该系统已成功应用于某卫星任务规划系统,提高了成像卫星任务规划的效率。     

声速误差对平面波成像质量的影响

在医学超声成像系统中,大多都采用假定声速进行成像.假定声速和真实声速的误差会造成超声图像的空间相位偏移和散焦,降低图像质量.定量分析了声速误差对平面波成像质量的影响.通过Matlab里的k-wave仿真工具箱,获取仿真数据,假定不同声速,通过延迟累加波束形成技术来获得二维超声图像.通过对比度(Contrast Ratio,CR)、对比噪声比(Contrast-to-Noise Ratio,CNR)和点扩散函数(Point Spread Function,PSF)来评价平面波成像质量.在均一介质中,假定了21组不同的声速,其误差范围为±100 m/s;在复杂介质中,选择6种不同的乳腺模型,假定声速为1540 m/s,通过CR、CNR、PSF分别定量分析成像质量.在均一介质中,随着声速误差的增大,成像质量变差.在复杂介质中,成像质量比均一介质中使用正确声速的成像质量差.