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。     

激光干扰光电成像导引头的建模与仿真

在建立形心跟踪式光电成像导引头模型的基础上,根据激光干扰光电成像导引头输出图像的特点,建立了亮斑干扰模型、亮斑加亮带干扰模型、全饱和干扰模型和致盲干扰模型.理论分析认为亮斑加亮带的干扰效果与亮斑干扰类似,致盲干扰的效果与全饱和干扰类似.利用研制的光电成像末制导干扰仿真软件,系统研究了典型应用下,激光干扰对形心跟踪式光电...     

机载激光定向红外干扰效能研究

通过对外军现有红外成像制导武器的分析,建立了激光干扰前后红外制导武器概率模型,根据模型仿真得出机载定向红外干扰前后导弹命中概率,进而评估激光定向红外武器作战效能。仿真结果表明,激光定向红外武器可以对凝视型红外制导导弹实施有效干扰。     

红外成像系统激光干扰饱和串音效应的仿真

分析了激光辐照下,红外成像系统饱和串音效应的机理,计算了投射到探测器表面的激光光斑半径及能量分布,建立了红外成像系统激光干扰的饱和串音模型,并利用系统仿真软件,模拟了激光辐照前后的系统成像效果,证明了激光干扰对红外成像系统成像质量的影响。     

机载定向激光红外对抗技术及仿真研究

随着红外制导导弹制导与抗干扰能力的不断提高,常规的被动红外干扰载荷的干扰效能逐渐降低。为了减弱敌方红外制导导弹的攻击效果,机载定向激光红外对抗武器系统化被动防御为主动进攻,以其独特的性能成为对抗红外制导导弹的理想武器。设计了激光定向红外对抗系统总体框架,分析了该系统各部件的功能及技术途径,建立了数据流程。通过仿真计算,得出结合载机机动,干扰效果更佳。Abstract：     

3.8 μm激光对中波红外成像导引头的定向干扰性能研究

激光定向干扰是对抗红外成像导引头的最有效方式,因此开展对红外成像 导引头的激光定向干扰研究具有重大意义。影响中波激光定向干扰效能的因素有很多,其中激光 到靶功率密度是影响定向干扰效能的重要因素。从大气传输对中波激光的衰减、导引头光学 系统对中波激光的光学增益、干扰激光光斑随干扰距离的变化等因素出发,研究了中波激光 的大气传输透过率与大气能见度及传输距离的关系,分析了大气湍流强度对激光传输总发散角 的影响。得到了3.8 μm激光对红外成像导引头的定向干扰模型,绘出了激光到靶功率密度、大 气能见度、大气湍流强度以及干扰距离之间的关系曲线,并通过外场实测对该模型进行了验证。结果表明,误 差在一个数量级之内,主要来自于远场激光光斑和传输路径上大气透过率的计算误差。该研究 对于激光定向干扰装备的论证和研制具有一定的参考价值。     

红外成像制导导弹激光压制干扰数学仿真评估方法分析

介绍了基于野外测试的红外成像制导武器激光压制干扰系统性能评估的数学仿真评估方法.在仿真理论和野外测试的基础上,就干扰系统性能评估的数学仿真技术和评估方法进行了具体分析,其中包括红外目标与背景的解算、红外目标与背景图像的计算机生成、强激光大气传输及其与物质作用模型建立、制导控制运动模型可控弹道解算、数据库建设、仿真模型校验等.重点对红外成像制导导弹激光压制干扰数学仿真评估中导引头输入信号生成环节的模型和数据库建设进行了分析.     

激光干扰红外焦平面器件的干扰图像仿真

在激光干扰的仿真试验中,要进行干扰效果评估,最直观的方法就是仿真出干扰图像.干扰图像的仿真是进行激光干扰内场仿真试验亟待解决的问题.文章研究了采用CTIA输入级电路以及CDS相关双采样预处理电路的HgCdTe探测器的干扰图像仿真.首先研究了激光干扰线阵探测器的干扰图像仿真,然后通过进一步分析串扰现象产生的原理,研究了激光功率密度分布不均匀时激光干扰面阵探测器的干扰图像仿真.分析了带背景的干扰图像仿真.     

坦克目标的红外成像建模与仿真

提出了坦克目标的红外成像建模方法.首先结合部位分解法和板块元法建立坦克目标的几何模型;其次根据传热学原理提出了坦克目标各部位的热平衡方程,进而得到相应波长范围内的红外辐射强度;接着根据导弹与坦克相对运动的特征建立了弹目时空交会模型;最后通过计算机仿真生成不同交会状态下坦克目标红外灰度图像.仿真结果表明,此红外成像模型是正确有效的.     

美国定向红外干扰技术

概述了美国定向红外干扰技术的原理、特点，并较为详细地介绍了美国定向红外干扰技术的发展过程、研制计划以及在军事上的应用，最后指出了美国定向红外干扰技术的发展趋势。     

红外成像导弹气动加热仿真建模方法

为了评估气动加热效应对红外成像型导弹产生的影响,通过理论分析导弹飞行过程中受到的气动加热变化规律,并研究实验室和大型试验测试数据,首次引入气动热效应建模流程并采用正态分布等方法建立了虚拟样机仿真模型,模拟导弹飞行过程中整流罩受到的气动热辐射与红外图像的变化过程,经过数字仿真、半实物仿真和大型试验验证,证明该方法建立的模型与实际情况相吻合,可以用来评估气动加热效应对产品性能造成的影响,进行信息处理算法改进。     

基于BRDF的空中目标红外成像建模与仿真

提出了一种空中目标的红外成像仿真方法.根据能量守恒定律,利用目标在天空背景中稳态时的热平衡方程,求解表面温度场;选取适合的双向反射分布函数模型描述目标表面面元在红外波段的反射特性,提高面元红外反射的真实感.综合考虑空中目标的几何模型,目标自身红外辐射和对背景的反射辐射,结合计算机图形学相关理论,渲染输出空中目标的红外图像.成像仿真的方法为空中目标的探测、识别和跟踪提供了参考依据.     

空间目标临边探测背景红外成像建模与图像仿真

临边红外观测是对辐射强度较弱空间目标的一种有效探测方式,探测临边背景的红外辐射分布规律直接影响目标检测跟踪的效果。通过实测图像对临边背景辐射统计特征进行建模:临边背景辐射亮度在地平线垂直和水平方向具有不同的分布规律,垂直分布与视线切线高度相关,水平方向可近似为正态分布,变异系数取值集中于[0.01,0.05]。基于建模成果提出了一种临边背景红外图像快速仿真方法,实验结果表明仿真图像与实测图像具有较高的一致性,验证了成像模型和仿真方法的有效性。同时,快速仿真方法耗时仅为常规逐像元仿真方法的1/200,能够满足实时仿真的需求。研究结果可应用于红外相机设计和目标检测算法测试等领域。     

运动目标激光主动成像系统MTF建模仿真

根据激光主动成像系统的成像原理和线性系统理论,在光电成像系统通用MTF模型的基础上,考虑了大气湍流和运动对系统成像性能的影响,建立了针对运动目标的激光主动成像系统MTF模型,并利用Matlab进行了仿真研究。结合具体的仿真结果,分析了限制系统MTF的主要因素以及目标运动的影响,为后续进行系统性能的评估和优化奠定了理论基础。     

基于ANSYS的目标红外特性建模与仿真方法

目标红外仿真建模是实时红外场景仿真的关键部分。为了快速准确的建立目标红外仿真模型,提出一种结合CAD 技术和有限元热分析的目标红外特性通用仿真方法。首先对目标的红外特性进行理论分析。然后使用Solidworks 对目标进行几何建模;将目标模型导入ANSYS 进行有限元热分析;利用热分析获得目标的节点温度点云数据与节点拓扑结构,在仿真软件系统中重建目标的三维红外辐射场分布,并获得了目标的红外目标辐射特征结果。分析结果表明,仿真模型能够很好地逼近实测数据,有效地模拟仿真目标的红外辐射特征。     

空间目标在轨红外成像仿真

为了使空间目标红外成像仿真尽量反应实际在轨工作状态,文中综合考虑目标自发辐射、太阳光辐射、地球辐射和地球反照的影响,结合空间目标在轨单点经纬度姿态数据、材料数据、探测器数据等先验信息,提出了一种空间目标在轨红外成像仿真技术。首先,阐述了空间目标红外成像仿真的理论模型。然后,以某简单立方体卫星为例,进行了在轨红外成像建模与仿真。所提出的空间目标红外成像仿真方法对空间目标探测、识别与跟踪算法的研究具有重要意义。     

动力陀螺式激光导引头的动力学建模与仿真

在动力陀螺式激光导引头中,驱动装置和动力陀螺相联系的动力学特性对导引头光轴能否达到预期的运动影响很大。基于该型导引头位标器结构配置和工作原理,采用光电稳定机构运动学理论及空间坐标变换的方法,建立了以位标器光轴方位、俯仰框架角与角速度为状态变量的动力学模型,经仿真计算得到了不同弹体扰动和电磁控制输入下导引头光轴的角速度变化和耦合力矩变化曲线,分析结果符合导引头光轴的实际运动规律,为导引头陀螺伺服系统的设计与导引头半实物仿真试验结果的分析提供了模型支持。     

激光引信12分元探测定向起爆控制建模及仿真

配合引信定向探测起爆控制参数选择问题,提出了一种定向战斗部激光引信12分元探测定向起爆控制建模方法。该方法基于建立的12分元激光探测模型,通过对目标方位的判别,实施对定向战斗部的起爆方位控制。结合目标易损性模型,通过仿真不同弹道及起爆时机对目标造成毁伤的效果,得到了定向战斗部激光引信延时时间与毁伤效果匹配关系。仿真结果表明,对于空中高速小目标,引信延时时间、脱靶量及破片飞散角等参数的匹配对毁伤效果非常重要,当延时时间不大于2 ms时,脱靶量小于8 m时平均毁伤概率达到0.6以上,脱靶量大于10 m时平均毁伤概率小于0.5。建立的模型可综合分析延迟时间、脱靶量等参数对定向战斗部毁伤效果的规律。     

空间锥形目标的红外成像仿真

由于应用需求的驱使,红外成像仿真技术越来越受到国际社会的关注,并已成为现代国防科技的关键技术之一。针对深空背景条件下的锥形目标,可利用结点热网络法求解其表面温度分布,然后计算目标与背景的红外辐射,再将探测器接收的辐射照度转化为灰度,并加入探测器自身效应的影响,就可仿真得到锥形目标不同成像状态的图像。此方法完整地实现了空间锥形目标在红外探测器上的成像过程,同时考虑了多种因素的影响,具有很高的真实性与逼真度,可为红外成像系统的研制及目标检测识别算法提供测试场景与依据。     

高重频激光干扰制导武器建模与仿真评估研究

为有效评估高重频对抗制导武器的效果,研究干扰频率、波门宽度、编码方式和干扰时机等因素对激光高重频干扰效果的影响,首先,通过深入分析导引头抗干扰关键技术和高重频干扰机理,建立了码型识别模型、波门设置模型和高重频干扰模型;而后,设计了弹道仿真流程,基于过重力补偿比例制导导弹弹道仿真平台,评估了不同影响因素对高重频干扰效果的影响。仿真结果表明:干扰频率和波门宽度对高重频干扰效果的影响较大,频率越高、波门宽度越大干扰效果越好;LFSR状态码对高重频干扰的抗干扰性能比二间隔码好;且在干扰频率达到100 kHz时,高重频对波门宽度为20 s的二变间隔码的干扰效率能达到100%,脱靶量达到510.4 m;而干扰时机对干扰效果影响较小。文中的研究成果可为高重频干扰装备研制和战术使用提供一定的参考和依据。