基于并行多DSP的实时红外动态场景仿真系统

根据实时红外动态场景仿真系统的实时性要求,设计并实现了一个以ADSP-TS201 DSP为核心处理器的并行多DSP系统.详细讨论了硬件系统设计、红外动态场景仿真算法的任务划分、并行绘制体系结构、多DSP的应用程序开发模型等.最后给出了实验测试结果.     

卫星影像在热红外场景仿真中的应用

针对早期热红外场景模拟基于机载热像仪图像或随机产生场景的情况,提出针对高分辨率卫星图像进行热红外场景模拟的方法。基于高分辨率卫星图像,采用ISODATA法进行非监督分类,得到土地分类专题图,通过地物光谱数据库获得场景地物温度及发射率,以及大气辐射传输软件MODTRAN对其进行大气修正,从而获得地面场景辐亮度图像。场景仿真结果表明：利用高分辨率卫星图像进行热红外场景模拟是一种全新而有益的尝试,对伪装效果检验等相关研究工作具有一定的参考价值。     

DMD衍射特性及其在红外场景仿真中的应用

为了提高基于数字微镜器件(DMD)的红外场景仿真系统输出图像对比度,分析了DMD的结构及工作原理,利用其类似闪耀光栅的结构特点,建立仿真模型.利用傅里叶光学分析其衍射特性,并用MATLAB进行仿真.当单色平行光入射,通过改变输入光波波长,分析衍射光强分布变化,得出入射光波波长与微镜片越相近,衍射效果越显著;通过改变入射角,分析衍射光强变化,得出在一定范围内改变入射角,衍射光强发生偏移,对输出图像影响发生变化.在红外场景仿真系统中,可以通过改变光源入射角提高输出图像的的对比度.     

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。     

基于图像绘制技术的红外场景模拟

红外场景模拟可为目标识别、跟踪提供必要的图像样本,对算法的训练、评估和可靠性检验具有十分重要的意义,基于建模的红外模拟方法不一定反映场景的客观情况,并且,计算量大、耗时,难于模拟出有真实感的红外图像。基于图像绘制技术,提出无需建模的基于图像的绘制方法来模拟红外场景图像,根据红外图像的特点,给出了计算基本矩阵的非线性迭代算法和基于特征约束的动态规划立体匹配算法。由于参考图集是实际图像,因此,模拟图像更符合景物的真实情况,并且,该方法无需很复杂的建模过程,利于实时模拟。实验结果表明,该方法可有效地模拟出真实感的红外图像。     

复杂场景的红外成像建模和仿真

红外成像技术的不断发展对仿真技术提出了新的要求。复杂场景的红外图像建模是红外成像仿真中的一个重要内容。复杂场景一般包括目标、干扰和环境背景等对象,直接建模非常困难。提出了一种先分别建模,再经数字合成得到复杂场景红外图像的方法。对一个有云天空背景下,目标穿越云层并投放干扰的复杂场景进行了建模和仿真,结果表明,该方法能够正确地对复杂场景进行红外成像模拟,且能够清楚地显示图像中目标和背景辐射的相互影响。     

红外动态场景目标模拟器系统设计

红外动态目标模拟器系统是红外制导武器半实物仿真系统中的核心设备,具有重大的军事和经济意义.以某空地导弹成像导引头半实物仿真系统为应用对象,采用微反射镜阵列(DMD)为核心器件,设计开发了基于DMD的大场景红外动态目标模拟器系统.针对模拟器系统的分辨率、对比度、最小可分辨温差、灰度等级等关键技术指标,对DMD芯片的信号解...     

深空双波段红外动态场景仿真与目标分析

为了提高深空中红外探测器探测波段选择的效率以及反映目标真实的在轨状态,文中研究了空间目标动态红外图像的生成技术以及双波段红外图像的仿真。结合从STK获得的空间目标的运行轨迹和姿态数据以及从3DS MAX获得的目标模型数据提出了一种进行空间目标红外成像仿真的方法。首先分析了深空背景中目标的红外辐射特性以及目标在中波和长波两个波段中的辐射特性,为探测器波段参数的选择提供了依据;然后介绍了用节点网络法求解热平衡方程的方法并且简化了求解过程,提高了效率;最后阐述了空间目标红外成像系统的理论模型,实现了空间目标的红外可视化建模与仿真。仿真图像对新型系统的研制和红外图像处理算法的研究有重要的意义。     

地面坦克目标红外仿真方法研究

红外视景仿真目前已成为红外成像制导武器设计和评估的一种重要方法。在分析红外成像原理的基础上,提出了一种基于OpenGL的地面坦克目标实时红外视景仿真方法,并编制了仿真程序软件。首先,利用OpenGL建立可见光场景,并使用ANSYS软件构建该场景的温度场模型;其次,考虑模型和视点间的大气衰减作用,利用Modtran软件建立大气衰减模型;最后,对模型各部分到达探测器表面的红外辐射强度进行灰度量化处理,实现可见光场景的实时渲染,得到对应的红外仿真图像。仿真结果表明,该系统提高了计算目标红外辐射分布的实时性和便捷性,能够实时生成不同波段、不同大气环境下的红外图像。     

Virtex-5 GTP在红外动态场景仿真中的应用

在基于数字微镜器件(DMD)的高帧频高分辨率的红外动态场景仿真系统中,从计算机到仿真板间的图像数据量大,传输实时性要求很高.我们利用FPGA芯片设计了PCI Express和光纤接口,解决了计算机和红外仿真器间的高速红外图像传输.     

基于Vega Prime的红外场景生成技术在成像制导仿真系统中的应用

描述了利用VegaPrime生成红外场景的方法,针对该方法在成像制导仿真系统应用中出现的问题进行了讨论.介绍了地形场景模型的建立方法;分析了制导仿真图像生成、仿真数据流程等方面存在的问题,并提出了解决方法.最后,就该技术在红外成像制导系统仿真中的应用进行了讨论,并给出了仿真结果.     

基于Vega的红外目标成像仿真研究

开展了基于Vega的红外目标成像仿真的研究,分别分析了飞机蒙皮的红外辐射模型、尾喷口的红外辐射模型和飞机尾焰的红外辐射模型,并结合红外辐射模型,详细论述了利用三维视景仿真工具Vega、纹理材质映射工具TMM、大气传输特性计算工具MAT、三维建模工具Creator和开发工具VC++6.0实现红外目标成像仿真的设计流程,给出了红外目标仿真图像,为类似的红外目标成像系统提供了参考。     

一种红外导引头注入式试验中目标场景复杂度的评估方法

针对红外导引头注入式试验过程,研究分析影响红外制导结果的主要场景因素,定义面向制导过程的目标场景复杂度的概念;根据红外导引头在不同目标场景中制导难点的差异,将目标场景根据目标的运动状态分为\     

基于数字微镜器件的红外场景仿真系统设计

利用红外场景仿真技术对红外成像系统进行测试已成为各国研究的热点.提出了一种基于数字微镜器件(DMD)的红外场景仿真系统设计方案,对系统设计过程中各个组成部分进行了详细介绍,并对系统的部分性能参数进行了分析,如微镜片的衍射特性、能量转换效率、显示帧频等.最后,结合系统的应用背景和存在的问题,对下一步的研究工作做了展望.     

基于偏振的红外成像目标模拟技术研究进展

随着红外成像制导武器的不断发展,红外目标模拟器的各项性能也在不断得到提高以满足仿真试验的需求。现今,红外偏振成像技术已经日趋成熟,基于红外偏振成像的探测系统及制导武器也正在研制之中。根据偏振产生和偏振调制技术,讨论了几种可为偏振成像探测系统和偏振成像制导武器提供目标偏振信息的红外偏振成像目标模拟系统。     

实时闭环红外场景仿真技术

基于计算机平台的红外场景仿真系统存在输入输出接口受限,实时响应能力不足,可扩展性差的缺点。为此,文中构建了一套基于嵌入式硬件的实时闭环红外场景仿真系统演示平台。引入并行计算与多级流水线技术,采用多片嵌入式处理器级联的方式,解决了单片嵌入式处理器计算能力的不足,实现了实时计算;单任务运行环境使得系统实时响应性能良好,便于实现闭环仿真;自主设计的针对红外应用的三维红外实时渲染引擎提高了仿真精度。详细介绍了系统方案的实现与优化过程,并给出了实验结果。运行时间控制在25 ms/ frame之内,成像帧频为40 frame/ s,结果证明系统达到了设计要求。     

基于半导体器件的仿真系统显示驱动电路的研究

为了提高基于半导体器件的红外动态景像仿真系统的工作效率,根据仿真系统的工作特点设计了一种驱动电路.首先简述红外动态景像仿真系统的技术要求,其次给出基于半导体器件的动态红外仿真系统的工作原理,最后通过分析半导体器件的特点给出系统显示驱动电路的设计及时序图,并指出使用该驱动电路可使系统具有低功耗、高占空比、无闪烁和良好的均匀性等优点.     

卫星红外图像中单帧目标检测算法研究

在有复杂云层背景的卫星红外图像中准确地检测出存在的运动目标是目前图像处理的研究热点。DBT类的运动目标检测算法有单帧目标检测和多帧轨迹关联两大步骤。为更好抑制起伏背景和背景结构边缘,文章提出一种新的单帧内背景抑制算法——邻域最小差值滤波,该算法与典型的背景预测算法（中值滤波和高通线性模版滤波）相比具有更好效果;最后针对高斯噪声条件下,利用统计分割方法对抑制背景结果进行阈值分割得到候选目标,从而形成一套针对卫星红外图像的快速有效的单帧目标检测算法。     

解非均匀区域油藏模拟问题的一种有效并行计算方法

运用区域分解方法求解油藏模拟问题,结合灵活的区域划分和负载平衡策略,可以提高解题速度.但一般区域分解方法在应用中存在算法收敛慢,计算量增加,虽有一定加速比,但提高不大.特别是对非均匀区域的应用问题,子区域收敛速度不同引起的负载不均衡进一步导致性能下降.本文基于分布式并行系统,运用整体预处理改进区域分解方法,降低了非均匀油藏模拟问题的计算复杂性,提高了模拟计算的速度,并根据全局和本地负载状态调整区域划分,结合有效的负载平衡策略,达到对一类黑油模型油藏模拟问题高效的并行求解.实验结果表明,模拟速度有较大提高,并取得较高加速比.     

基于Vega的视景仿真应用系统研究与实现

以开发一套地下洞室视景仿真应用系统为目的,研究了视景仿真应用系统开发中纹理映射、碰撞检测、视点快速切换、模型动态调度技术、对象拾取等关键技术,提出了可行的解决方案。基于Creator构建了地下洞室和洞室地表三维模型数据库,利用Vega建立虚拟场景并进行仿真驱动,应用Vega API编程技术在VC .NET集成开发环境中完成了地下洞室视景仿真应用系统的设计和实现。