海陸場(chǎng)景的紅外實(shí)時(shí)仿真研究.pdf

1、紅外成像仿真在現(xiàn)代技術(shù)快速發(fā)展下的國(guó)防戰(zhàn)術(shù)演練、目標(biāo)探測(cè)識(shí)別及災(zāi)害救援及其他軍事民用領(lǐng)域具有重要應(yīng)用價(jià)值。現(xiàn)有的紅外仿真方法主要是針對(duì)空中或陸地目標(biāo)場(chǎng)景、或是針對(duì)單一海場(chǎng)景靜態(tài)目標(biāo)的，而對(duì)動(dòng)態(tài)海陸場(chǎng)景的建模及實(shí)時(shí)仿真則少有涉及。而在現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)條件下的導(dǎo)彈制導(dǎo)仿真中，對(duì)大尺度不同地形種類多光譜的可信度仿真有著迫切的需求。為此，本文在前人基礎(chǔ)上整合實(shí)現(xiàn)了一種針對(duì)海陸場(chǎng)景特點(diǎn)的紅外實(shí)時(shí)仿真方法，該方法包含了對(duì)陸地場(chǎng)景、海洋場(chǎng)景的紅外建模、目標(biāo)與

2、環(huán)境的相互熱作用建模及整體仿真系統(tǒng)的優(yōu)化和實(shí)時(shí)加速繪制。
　　基于紅外物理學(xué)理論和現(xiàn)有仿真成像研究模型，本文實(shí)現(xiàn)了一套適用于海洋和陸地場(chǎng)景的紅外仿真框架，將不同目標(biāo)的紅外仿真成像歸納并入統(tǒng)一成像過程中。對(duì)于陸地場(chǎng)景，采用了基于熱材質(zhì)物理屬性的表面紅外轉(zhuǎn)制生成計(jì)算模型;對(duì)于海洋場(chǎng)景，考慮環(huán)境因素，基于紅外自身輻射與反射計(jì)算模型，求解出海面背景的溫度場(chǎng)分布及零視距輻射;針對(duì)艦船這類結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜的海面目標(biāo)，提出了一個(gè)基于網(wǎng)格法思想的溫度

3、場(chǎng)迭代求解模型，該方法在微分傳熱方程的基礎(chǔ)上，將艦船模型的傳熱問題轉(zhuǎn)化為內(nèi)熱源傳熱求解及外表面的二維傳熱求解問題，通過預(yù)計(jì)算獲取內(nèi)熱源對(duì)外表面各點(diǎn)的實(shí)際傳熱功率，再通過基于紋理的外表面熱平衡方程求解獲取其溫度場(chǎng)分布，進(jìn)而繪制出其紅外仿真圖形。本方法可在預(yù)計(jì)算的基礎(chǔ)上，通過并行計(jì)算實(shí)現(xiàn)艦船模型的實(shí)時(shí)紅外仿真。
　　在此基礎(chǔ)上，建立并實(shí)現(xiàn)了一個(gè)海陸場(chǎng)景紅外仿真系統(tǒng)。該仿真系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了海陸綜合場(chǎng)景的紅外仿真框架，系統(tǒng)支持用戶自定義的內(nèi)熱源