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OGRE的海面舰船目标红外仿真方法

海面舰船目标是维护我国海洋权益、保卫主权的重点防范目标。本文提出基于OGRE的海面舰船目标红外仿真方法,该方法在对海面舰船目标三维建模的基础上,利用 OGRE渲染引擎实现不同成像条件下的红外仿真和场景漫游功能。首先,建立舰船目标三维几何模型,将其划分为不同区域,建立目标红外辐射温度计算模型,生成舰船各部分红外纹理。然后,考虑大气衰减效应,生成DDS格式的大气透过率和大气辐射纹理。最后将各类纹理传至OGRE渲染机制,完成场景渲染及漫游功能。对不同时间和不同视距下的舰船目标进行红外仿真,结果表明该方法能够生成不同成像条件下的三维红外场景,满足实时性要求,具有一定的应用价值。     

三维云场景的红外辐射仿真

为了模拟逼真而实时的红外三维天空云场景,把云团分为二维云和三维云,分别采用基于分形技术和基于粒子系统的技术进行仿真,再通过实测红外云图得到仿真云图的辐射值,同时实现三维天空背景的实时漫游.仿真结果表明,生成的三维云场景既有较好的真实感,又具有良好的实时性.     

基于OpenGL的导弹红外仿真研究

在红外辐射理论的基础上对导弹进行了红外建模,同时考虑了大气衰减的影响,并利用OpenGL对导弹的红外辐射进行了仿真.在算法中,利用粒子系统实现对导弹尾焰的红外仿真,并将尾焰的红外模型引入粒子系统,使得仿真的结果更为精确.另外,采用了纹理映射、融合、反走样和雾化等技术增强仿真的真实感,同时利用显示列表技术加快了OpenGL的处理速度.     

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3DMAX和OGRE的测控装备仿真训练系统

提出了一种测控装备仿真训练系统的开发方案,详细介绍了系统的结构设计和实现;利用3DMAX软件构建测控装备的三维仿真模型。利用OGRE图形渲染引擎和VC++.net编程语言对模型进行实时驱动和人机交互控制,实现了用摇杆操作测控装备的功能。系统的开发方案缩短研制周期,节省研发费用,实例证明了具有很好的应用价值。     

基于Vega粒子系统的飞机尾焰红外仿真

飞行器尾焰的红外辐射研究对于红外预警和红外制导有着重要的意义.对飞机的高温尾焰的红外特性进行了深入研究,定量分析了尾焰的流场分布模型和红外辐射的计算,研究了粒子系统的理论和图像生成过程,最后提出了在Vega平台上应用粒子系统仿真尾焰红外效果的一种新方法,具体分析了仿真流程并给出了仿真结果.仿真结果证明提出的方法简单并且有较高的逼真度.     

基于非制冷红外焦平面阵列的全天空红外测云系统

云的地面观测是对本地天气进行实时监测的重要工作.目前,主要采用人工目测方法进行云的地面观测,无法准确提供夜间云的资料.为了实现云的全天空昼夜自动监测,采用非制冷红外焦平面阵列(UIRFPA)和扫描的方式,通过拼图、定标、大气修正、云识别等数据处理,研制成功了全天空红外测云系统.该系统由光学测量单元、扫描单元、环境参数测量单元、采集与控制单元和数据处理单元组成.初步的观测试验表明,该系统所给出的全天空云分布图像以及云量、云族与实际天空状况一致,考虑探测器工作温度效应的非制冷红外焦平面阵列定标模型,可满足全天空云监测的辐射定量测量要求,定标处理以及云识别算法可行.     

一种新的三维实时红外尾焰仿真方法

红外尾焰仿真是红外场景仿真的难点之一.采用粒子方法仿真红外尾焰存在二个问题,一是粒子数量庞大,二是很难通过控制粒子实现尾焰的温度场分布.利用尾焰的对称性,提出了一种基于粒子系统的改进算法,将尾焰拆分成横切面与底面二个几何平面,仅在平面内进行粒子填充.同时提出了双层布告板旋转算法,分别旋转粒子与尾焰的切面,使得尾焰能适应不同的观察角度.实验证明,本文算法能大幅度降低粒子数量,提高仿真速度.同时,对粒子的精确控制使得尾焰的温度场分布变得可控,解决了以往基于粒子系统的尾焰仿真温度随机不可控的不足.     

基于Mie散射理论的云红外辐射传输研究

在Mie散射理论的基础上,计算了8~14 μm波段不同半径云粒子的散射特性,对散射相函数的特点进行了分析。根据积云、层云和卷云的粒子分布,对三种云的散射相函数、散射系数、吸收系数以及对辐射衰减90%的距离进行了计算,并根据辐射经过云层的传输方程,分析了云粒子前向散射对辐射传输的影响。结果表明:积云和层云对辐射衰减90%的距离分别在20 m、60 m以内,而卷云的可达2km以上。     

基于OGRE的红外成像传感器典型物理效应仿真

针对红外探测器系统引入的渐晕、空间滤波和非均匀性等物理效应,采用像素处理方法和调制传递函数对上述效应进行有效建模。根据模型,利用纹理生成器将效应对应的数组转换成纹理,在场景高速渲染阶段,利用OGRE渲染引擎中的合成器对上述纹理进行采样处理,从而实现在GPU中对上述效应进行高速渲染。     

空中目标红外场景建模及仿真研究

研究空中目标仿真场景中光谱发射率对仿真真实度的影响,在OGRE的红外场景仿真平台上,实现基于GPU空中目标红外场景仿真。利用Modtran软件计算红外场景的大气和环境辐射,得到了大气辐射和环境辐射特性。利用GPU的并行处理对数据进行采样,模拟出大气辐射传输效应和反射效应。基于OGRE红外场景仿真平台,实现空中目标场景的精细仿真。仿真结果表明,该方法在损失较小仿真效率的前提下,有效地提高了仿真的真实性。     

基于OGRE的飞行器实时视景软件的设计与实现

针对飞行器实时仿真和三维视景显示的需求,设计并开发了飞行器实时视景仿真软件。仿真软件以OGRE图形引擎为基础,结合3DS MAX建模软件进行三维机体模型创建,利用基于MFC库和OGRE图形引擎开发的场景编辑工具实现场景生成,利用UDP协议与d SPACE主控计算机进行通信,为视景显示提供实时数据驱动。仿真软件由基础环境部分、基础开发模块、场景编辑工具和视景应用软件4大部分构成,可以实现飞行器飞行全过程的实时视景展示。仿真结果表明,视景仿真软件可以逼真地模拟飞行器飞行场景,能够实时地进行画面模拟和数据监视,具有广阔的应用前景。     

基于红外特征的三维目标识别算法研究

基于三维特征的目标识别存在相似点云域容易误判、总数据运算量大等问题,而造成目标检出率低和误判率高。为了提高目标识别准确度与速度,提出了基于红外特征的三维目标识别算法。系统同时获取目标区域的二维红外图像与三维点云数据,利用目标红外特性的显著特征获得目标的投影范围,并计算系统与目标的位姿关系。根据红外特征映射关系计算点云数据中目标的限定范围,由此大幅缩减需要匹配计算的点云总量。在相同背景条件下对同一目标车辆进行测试,记录分析了3种不同测试角度条件下的识别数据。结果显示,传统点云识别算法的目标检出率均值为93.4%,误判率均值为19.5%,收敛耗时4.77 s。本算法的目标检出率均值为98.7%,误判率均值为1.5%,收敛耗时1.23 s。由此可见,基于红外特征的目标识别算法的检出率和误判率都更有优势,且处理速度更快。     

GridNet-3D:A Novel Real-Time 3D Object Detection Algorithm Based on Point Cloud

3D object detection based on point cloud has an important application prospect in automatic driving technology.Aiming at the low precision of 3D object detectio...