基于OpenGL的舰船目标红外图像生成

文中基于OpenGL对舰船目标进行红外热像模拟，根据红外物理和传热学知识。综合考虑面元之间辐射、传导、对流以及面元与周围大气、海面、太阳之间的辐射、对流，建立较为完善的舰船目标红外物理模型，计算出舰船各部分的温度分布及辐射亮度分布。根据辐射亮度量化为灰度信息，经过建模、视点变换、环境设置等一系列处理并渲染输出红外图像，并利用双缓存技术实现动态红外图像的生成。     

高频辐射噪声近程传播特性研究

针对近程反鱼雷武器系统建设问题,研究了鱼雷高频辐射噪声的近场传播特性。采用小斜率近似（SSA）方法研究了粗糙海面的声散射特性,给出了具有高斯分布粗糙海面的2阶～4阶SSA双站散射系数计算公式,讨论了2阶SSA双站散射系数随海面粗糙度及入射角度不同的变化规律。并利用SSA双站散射系数计算了水下高频辐射噪声散射声场。仿真结果表明,粗糙海面的散射效应对高频辐射噪声传播产生较大影响,在研究声源/接收器位于近海面的高频辐射噪声传播特性时,应充分考虑海面的散射效应。本文的研究为分析浅海目标声散射特性时,是否需要考虑海面（海底）所引起的多途效应提供了理论依据。     

云的红外图像生成研究

红外成像仿真的关键环节在于红外图像的生成,云的红外图像生成是重要的研究内容,具有重大的军事意义。基于分形技术提出了云的红外图像生成的技术方法,综合考虑云红外辐射的各个因素,建立了较为完善的云的红外辐射模型,基于光学厚度计算出云的辐射亮度。建立分形高度到云光学厚度、云的辐射亮度到图像灰度的两个映射,利用分形技术实现云红外图像生成。经过与实测数据和实拍图像比较,云的红外图像生成方法可行。     

液氮冷屏蔽罩对弹道导弹红外特性抑制的分析

为了获得液氮冷屏蔽罩对弹道导弹中段弹头红外辐射特性的抑制效果,研究了液氮冷屏蔽罩内的流动与换热机理,综合考虑各种影响弹头与冷屏蔽罩温度分布和红外辐射特征的因素,建立了用于中段弹头的冷屏蔽罩温度与红外辐射模型,得到了冷屏蔽罩外表面与内部流体的温度分布以及红外辐射亮度,分析了冷屏蔽罩的红外辐射抑制效果.计算结果表明,冷屏蔽罩可有效降低弹道导弹中段弹头的红外辐射特征.     

海天背景红外辐射特性研究

在红外波段,背景的辐射特性直接影响红外武器对目标的探测和识别能力,文章就海天背景辐射特性进行了分析和讨论,并用Modtran大气传输模型软件计算了不同天顶角和不同观测高度时海天背景辐射亮度。     

液体火箭发动机羽烟紫外辐射特性分析

通过分析火箭发动机羽烟的紫外辐射机理,建立了适用于热发射、CO + O 化学发光、OH 自由基化学发光的液体火箭发动机羽烟紫外辐射模型,可以考虑热发射、CO + O 化学发光、OH 自由基化学发光等紫外辐射机理。在分别计算流场和辐射传输的基础上,分别采用二维和三维网格计算流场参数和辐射传输,既节省了计算时间,还可得到羽烟在不同视角的紫外光谱辐射强度分布和二维辐亮度分布。利用火箭发动机羽烟紫外辐射模型,计算了液氢/ 液氧和航空煤油/ 液氧两种双组元液体推进剂火箭发动机羽烟的紫外光谱辐射强度分布和二维辐亮度分布,并以液氢/ 液氧推进剂为例,研究了液体混合比对液体火箭发动机羽烟紫外辐射分布的影响。研究结果可以为紫外导弹预警系统判断导弹所采用的液体火箭发动机类型,以及液体火箭发动机导弹紫外隐身性能的改进提供参考。     

基于改进二维分形模型的海面模拟方法

针对粗糙海面的非线性和自相似性特点,在带限Weierstrass分形函数的基础上,建立了改进二维分形模型,描述了表面谱与空间波数之间的正幂率和负幂率关系,针对P-M海谱给出了分形参数的定量描述,实现了对粗糙海面的模拟.仿真结果表明,模型能够生成不同风速下的海面模型,反映了小尺度波浪的细微结构和大尺度波浪的浪涌特性,不同尺度的组成波之间具有较好的自相似性,可以较好地模拟粗糙海面背景.     

火箭发动机羽流红外特性研究概述

介绍了国内外火箭发动机羽流红外特性的研究进展及实验研究方法,总结了计算发动机羽流红外特性常用的求解方法及其特点,提出国内应当在辐射模型的完善及与流场计算的耦合度、高空辐射模型的建立、实验数据获取等方面开展更深入的研究工作.     

基于点扩展函数的目标红外辐射反演算法

提出了一种基于点扩展函数的目标红外辐射的反演算法。首先获取目标的红外图像以及所对应的天气数据,通过计算拍摄图像的红外热像仪的参数,计算点扩展函数,进而得到温度与红外图像灰度值之间的关系,并计算了图像中目标与其所处背景红外辐射的总体特性。通过实验计算,证明了该方法能够更加方便快捷地计算出目标与其所处背景的红外辐射特性,并且结果真实可靠,与实验结果吻合。     

VRT和M-G模型对含泡沫海面电磁散射特性的修正效应研究

为了研究高频段高海情下海面电磁散射,须将泡沫的电磁散射引入到海面电磁散射计算中。本文基于小斜率近似方法,分别采用矢量辐射传输理论、Maxwell-Garnett模型,对小入射角和中低掠入射下风驱粗糙海面覆盖泡沫层的泡沫-海面复合模型的电磁散射系数进行了修正。修正后的数值计算结果与相关文献的实验值吻合较好,弥补了小斜率近似方法在某些场景中的局限性。     

基于鲁棒主成分分析的红外图像小目标检测

鲁棒的小目标检测是红外目标搜索与跟踪的关键技术,提出一种改进的单帧红外图像小目标检测算法。该方法将原始红外图像通过预处理变换到新的红外块图像模式,在红外块图像上,将红外图像小目标检测问题转换为低秩矩阵和稀疏矩阵分离的鲁棒主成分分析(RPCA)问题。考虑到红外图像中噪声和杂波的存在,用交替方向方法求解带噪声的RPCA问题,获得稀疏目标图像,并对获得的稀疏目标图像采用简单的图像分割算法进行目标检测。对空天、海天、天云、海面4种不 同场景的红外图像小目标检测,进行仿真实验,结果验证了所提出算法的有效性。     

巡航导弹海上生存能力模型研究

首先,深入研究了海上阵风、海浪以及巡航导弹垂直平面内飞行和高度控制等数学模型．给出了阵风、海浪的仿真方法。在此基础上，提出计算巡航导弹生存能力的计算方法．并画出了计算流程图。此外．上述模型对于巡航导弹飞行仿真也是适用的。能够为巡航导弹海上飞行的其它相关研究提供帮助。     

二维分形海面参数对极化椭圆参数的影响

为了研究海面参数对于共极化信号的极化椭圆二参数的影响,利用全极化散射矩阵、Stokes矩阵以及共极化信号公式,通过模拟不同的海面参数发现:极化椭圆方向角漂移仅受合成孔径雷达(SAR)入射角的影响,不受海面粗糙度和海浪主波长的影响;同时还发现只有当海浪主波长发生变化时,椭圆率才会发生较小的改变。     

装甲隐身涂层940nm双向反射分布函数

红外隐身涂层的激光隐身性能测试侧重于外场整车后向反射率测量,其测量精度有限。针对这一缺点,按照国军标制作红外隐身涂层样品,在实验室条件下,用特定激光波长(940 nm)激光作为照射源,以聚四氟乙烯标准白板为参考标准,采用相对法测量不同红外发射率隐身涂层样品的双向反射分布函数(BRDF),系统测量精度优于7%。误差分析表明测量结果可信。     

小目标和海天背景红外热像模拟

结合小目标和海天背景本身的特性,建立了一套小目标与背景合成红外热像模拟的物理模型,从而计算得到了一系列小目标与背景的动态红外热像。并且为了模拟经探测器成像后输出的图像,在计算机模拟生成的“目标／背景红外图像”中注入了一种服从高斯分布的噪声。研究结果可以为目标识别等提供模拟的动态红外图像。     

基于文氏方向谱的海浪感应磁场仿真

根据Maxwell电磁理论,在地磁场中运动的海水将产生磁场;利用Weaver建立的海浪感应磁场模型,结合文氏方向谱,从理论上计算了海浪在地磁场中感应磁场的强度及频率分布特性,分析可得,随着风速的增加,海浪感应磁场对应主频率变小,而感应磁场幅值变大;随着深度的增加,海浪感应磁场按指数衰减。     

基于最长曲线法的海天线检测算法

通过分析红外图像的特点,给出一种基于最长曲线的海天线检测方法,根据所要处理的红外图像自适应选取 Canny 算法的阈值进行边缘检测,精确提取海面和天空区域的分界线-海天线.首先对红外图像进行中值滤波消除噪声,然后采用自适应阈值的 Canny 算子进行边缘检测,对检测得到的边缘进行边缘连接形成相互独立的几个目标,然后对各目标进行目标标定,最后基于最长曲线法进行海天线检测.     

对人工红外光照射地面目标的红外特性研究

针对目标的探测、识别、红外特性的模拟以及红外隐身技术的研究,建立了自然环境下人工红外光照射地面目标的理论模型,通过建立导热微分方程和边界条件,得到了计算人工光照时目标表面温度的方法。以某建筑物的表面为例,对采用不同光照时间、不同光照功率以及不同光照距离时目标的温度进行了仿真计算和讨论;在此基础上,对目标的红外辐射进行了计算与分析。结果表明:短时间照射时,目标红外特性改变取决于目标对光源的反射辐射;长时间照射时,取决于目标自身的辐射和对光源的反射辐射。     

大气-海雾多层环境下的天空偏振模式

为研究复杂海洋环境下天空偏振模式分布情况,针对大气-海雾复杂海洋环境,研究垂直方向上大气-海雾多层介质的天空偏振分布模式。利用简化的大气、海雾双层结构模拟复杂海洋情况,分别采用Rayleigh及Mie散射方法求得大气、海雾均匀介质层的散射系数,采用基于矢量辐射传输方程的倍加累加方法计算两层介质间的辐射传输,得到全天空偏振分布情况,以太阳子午线上海雾层下行辐射为重点研究地面观测到的偏振特性变化趋势。研究结果表明：在太阳位置处可得到偏振度（DOP）的最小值,在太阳高度角与观测高度角夹角为90°时可得到DOP最大值;随着能见度下降,DOP逐渐增加,且观测高度角大于90°时DOP增大效果明显;对于可见光典型波长,当波长增大时DOP逐渐减小,且随着能见度的减小,波长对偏振特性的影响越来越小。