红外成像传感器效应仿真

按照红外成像传感器的工作原理,光学系统、焦平面阵列探测器和信号放大电路部分的线性和非线性效应是影响输出红外图像质量的主要方面,阐述了红外传感器系统模型的建立流程和仿真系统的实现步骤.仿真实验表明叠加了传感器效应的红外仿真图像置信度明显提高,可作为信号源对红外成像系统进行客观测试和评价.     

基于Vega的场景红外成像仿真研究

红外成像仿真在国防、军事、航空、航天等领域有着极其重要的应用价值.鉴于此,在分析红外成像仿真原理的基础上,提出了一种基于Vega的场景红外成像仿真方法.并详细论述了建立大气传输模型、场景建模及其红外辐射建模的方法.最后利用视景仿真软件Vega进行了红外成像仿真,仿真结果证实了该仿真方法取得了理想的仿真效果,有助于红外成像仿真技术的发展.     

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。     

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。     

基于直方图分析的红外仿真图像验证方法研究

红外仿真图像的真实性和逼真度决定着红外成像制导仿真的有效性,红外仿真图像的验证方法研究具有重要的意义。本文提出一种基于灰度直方图的红外仿真图像验证方法,并建立了验证评价综合指标,该方法采用一维直方图研究红外仿真图像的亮度、对比度和信息量,以验证辐射亮度和辐射对比度的准确性;通过二维直方图研究图像像素之间的灰度空间关系,验证仿真图像的像素空间相关性。实验证明,该方法适合对红外仿真图像进行客观质量验证评价,进而可评价辐射模型和图像生成算法的真实性和有效性。     

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。     

红外成像传感器建模与仿真技术研究进展

通过对红外成像传感器系统效应建模与仿真进行研究,不仅可以较真实地对红外成像武器系统进行分析、测试和评估,而且还可为红外传感器性能分析和设计提供依据,因此具有重要的军事和经济意义。分析了红外成像传感器效应建模与仿真方法的研究现状,详细介绍了几种典型的红外传感器模型,并对红外传感器效应建模与仿真技术提出了几点看法。     

星载推扫红外传感器成像仿真技术研究

星载推扫红外传感器成像仿真是空间光学探测系统仿真的关键技术之一。文章介绍了星载推扫红外传感器中对目标成像的一种仿真方法。首先介绍了成像仿真原理和流程;然后推导了传感器成像仿真系统中的坐标变换关系、建立了传感器成像仿真模型;最后进行了仿真实验,合成出了部分目标/背景仿真图像。     

红外成像传感器建模仿真方法综述

对调制传递函数法、点扩散函数法、基于图像像素的处理方法和光线追迹法等四种常用的红外成像传感器建模仿真方法的适用范围和优缺点进行了分析和比较,并根据红外成像传感器的特点,得出了将调制传递函数法、光线追迹法和基于图像像素的处理方法相结合的仿真思路。     

目标与场景的红外特性建模与仿真软件的发展

目标与场景的红外特性建模与仿真是红外成像仿真与红外成像系统性能评估的一项关键的支撑技术。近20多年来国外已经系统地建立了对各种目标和背景环境及干扰的红外辐射特性的建模、仿真方法,并开发了多种专用软件和商用软件。综述了国外近年来发展的主要的目标与场景的红外辐射特性建模与仿真软件。     

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.     

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。     

红外成像系统仿真

基于红外设备外场试验可以获得很多系统参量,提出红外成像系统效应仿真应基于设备外场试验参量进行.分析了红外成像系统的像差效应、离焦效应、空间积分效应和噪声分布,分别就红外成像系统的光学系统效应和探测器效应进行了仿真.结合红外系统试验参量给出了红外成像系统效应仿真结果.     

红外成像系统检定标准装置的研究

红外成像技术发展很快,随着面阵探测器像元数量的迅速增加,红外成像探测系统研制及其测量设备自身计量问题越来越重要.在课题进行当中,利用多年从事红外系统测试中积累的经验以及当前技术水平,在原立项方案的基础上做了重大改进,把原来的完成一套具有简单测试功能的红外靶标发生系统变为研制一套具有客观测试能力的一套红外成像系统的评价系统,为此在红外图像处理上进行了新的突破.     

基于图像合成的红外点目标图像生成方法研究

本文提出了一种红外图像仿真方法.首先对目标在探测波段内的辐射强度的组成和光谱分布特点进行了分析,并对目标的辐射强度、光谱分布和运动等特征量进行了模拟.然后根据大气和成像系统的调制传递函数建立了相应的大气效应模型和成像系统效应模型.最后根据红外成像原理并结合探测器参数,将目标的仿真模型与实拍的背景红外图像通过图像合成算法进行融合,从而实现了目标与场景的快速生成.该方法通过理论数据和实验数据的结合,提高了场景的可靠性,对于测试和评价红外搜索跟踪系统具有一定的参考价值.     

中波红外偏振成像图像处理及评价

介绍了光波斯托克斯矢量各分量的解算方法,给出了多种偏振图像融合的初步结果,对融合的偏振图像进行了定性分析和定量评价.研究表明,偏振图像的融合能产生多种图像融合结果,为图像的显示提供了多种选择.融合后的偏振图像细节更加清楚,边缘更突出,立体感更强.与原始红外图像比较,中波红外偏振图像灰度均值提高35%,灰度标准差提高61%,梯度提高255%.处理后的偏振图像和原始的红外图像比较说明了偏振成像能明显提高目标和背景之间的对比度.     

基于电热膜的红外图像模拟

红外图像的模拟能够对红外探测系统的实时性能进行测试和评估,也可以用于红外伪装,如设置假目标。利用电热膜模拟红外图像简单方便、成本低。分析了电热膜面电阻分布与功率分布之间的关系,制作出模拟真实目标的电热膜,获取其不同加热功率下的红外图像,比较电热膜红外图像和原始目标红外图像的相似性,测试了电热膜形成红外图像的时间。利用电热膜能够快速形成良好的红外图像。     

基于蒙特卡洛法的红外坦克仿真

蒙特卡洛法求解红外辐射温度场正成为一个新兴热点。该方法最大的不足是计算量大、耗时过长,且其中大部分时间花费在统计每个单元发出的能束归宿上。文章引入层次包围盒技术,将目标划分为多个功能模块,再将每个模块分解成若干子区域。在统计每个单元发出能束的归宿时,首先判断能束是否与各级包围盒相交,如果相交再进行下一级包围盒或者单元的相交测试,否则直接跳过。这种方法可以极大地减轻运算量,提高运算速度。另外,文章还描述了采用的随机发射点产生算法,并分析了性能特点。在此基础上,进行了坦克目标的红外可视化建模与仿真,并给出了仿真结果。     

基于实测数据的红外成像系统噪声测量仿真

介绍了红外成像系统的噪声模型、测量方法和基于实测数据的噪声仿真法.通过分析二代红外成像和一代红外系统的不同特性,导出了更适合二代红外成像系统的三维噪声模型.就三维噪声各个分量表现方式进行了分析,给出了影响噪声分量的原因.结合噪声模型给出了红外成像系统噪声测量方法;最后进行了试验,给出了实验结果,并对模型结合实测数据用于红外图像噪声仿真进行了尝试,并在某试验中得到了初步应用.