空中目标红外辐射特性计算与实时仿真

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空间目标的红外特性建模与仿真

空间目标的红外特性建模与仿真
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华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文
1.2 国内外研究现状
红外成像仿真的种类,若根据目标与背景所在的地理位置、高度或性质的不同, 可分为以下四类对象[10]的红外仿真,即:空间目标与深空背景、空中目标与天空背 景、海面目标与海洋背景、地面目标与地物背景。本课题主要研究的是空间目标与 深空背景的红外成像仿真。下面分别介绍空间目标红外特性和太空红外场景的国内 外研究现状。 1.2.1 目标红外辐射特性研究 目标的红外辐射特性研究对于红外成像系统的研制、目标的红外隐身设计、仿 真训练及实战均具有重要意义。典型的目标有坦克装甲车辆、船舰、飞机、导弹以 及卫星等等,国内外针对坦克[11-12]、船舰[13-14]与飞机等军用目标的红外辐射特性进 行了大量研究。相对而言,卫星红外辐射特性研究得较少。从查阅文献来看,国内 仅有文献[9,15-16]对卫星红外辐射特性进行了研究,专门对卫星红外辐射特性进行 研究的文献还不多。尽管研究卫星红外辐射特性的专门文献较少,然而我们仍然可 通过查阅相关或相近文献来建立相应计算模型,进而对卫星红外辐射特性进行研 究。 与可见光波段不同,卫星红外辐射特性受到卫星自身红外辐射影响。而由普朗 克定律可知,卫星表面自身红外辐射又受卫星表面温度影响,卫星红外辐射特性研 究必然要涉及到卫星温度数值计算。国外对卫星温度分布进行了大量理论和实验研 究,建立了一系列卫星温度场数值计算方法,典型有以下两类计算方法:一类计算 方法是热网络法,该方法较为简单,计算精度也能达到一定的要求,但不能给出卫 星表面较为精细的温度分布,因而依此计算得到的卫星表面红外辐射亮度分布较为 粗糙。另一类计算方法是建立三维卫星温度计算模型,该方法获得的温度较为精确, 可以给出卫星表面较为精细的温度分布,便于进一步计算卫星红外辐射通量分布。 国外较早就开展了这方面的研究,现已开发出了较为成熟的计算分析软件,比如美 国宇航局与欧洲宇航局研制开发的 SINDA,TRASYS 与 ESATAN。国内,在卫星 温度场的模拟工作方面,潘增富[17]详细论述了航天器热计算中的稳态温度场计算的

飞机红外辐射建模与仿真

飞机红外辐射建模与仿真

2 0 0K; 于加 力状态 , 00 ) 对 飞机 通常在 平流层 ( 10 10 0
胁 ,有 资料表 明 ,被其击落 的飞 机数量 占被击落 飞 机
总 数的 7 %左 右 。 红外制 导导 弹主要 是通过 搜索 飞 5 而
m≤H≤2 0 om)飞行 ,其蒙皮温 度随 M 变化规 律 , Oo
如图 1 所示 。
机 的蒙皮 、尾 喷管和尾 喷焰 等红 外辐射源 来对 其实 施
攻击 。本 文基于 红外辐射 有关 理论 ,对 飞机三个 主要 辐射源 红 外辐 射强度 进行 建模仿 真 ,可 为军事攻 击和 反攻击提 供理 论参考 。
1 飞机蒙皮红外辐射强度建模
11 温度场 数 学建模 . 空气 气 动 加热 引起 的 蒙皮 温 度 变 化 可采 用 如 下 的经验 公式进行 计算 :
对 流 层 ( 0≤ H ≤ 10 0 m ) T = f8 . 10 o 2 82—
收稿 日期 :20 .32 ,修订 日期 :20 .41 0 80.6 0 80.2 作者 简介 :李彦志 (95 16 ~) ,男,吉 林公主 岭人 ,讲师 ,博 士 ,从事 电子对 抗作 战仿 真与效 能评估 方面 的研究 。
Abs r c : Ba e n t e i fa e a ito e r , n h o ei a d lwa id t a c lt er d a t ta t s d o h n r r dr d ai n t o y a d a t e r t lmo e sbu l o c u ae t a i n h c l h i tnst f ar a e n e iy o ipl .Th a i ti t n iy wa bti e o i ee t c n t n i e e to s r a i n n e r d a n e st s o an d f r d f r n o di on a d d f r n b e v to n f i n eby te mo e . i al , n a r p a e wa i lt d a na e a gl h d 1 F n ly a e o ln ssmu ae d a lys d. n Ke y wor . a r l e; r d a t n e st mod la d smu ai n ds i p a - n a n t n iy; i i e i l to n

复杂背景下空中小目标动态红外成像仿真技术研究

复杂背景下空中小目标动态红外成像仿真技术研究

复杂背景下空中小目标动态红外成像仿真技术研究
王家豪;付雨昕;李怡;任斯煜;杨珺
【期刊名称】《航空科学技术》
【年(卷),期】2024(35)4
【摘要】空中小目标红外图像广泛应用于目标检测与识别和军事训练等领域,但这些数据获取成本极高,部分条件下的数据难以获得,因此,研究复杂背景下空中小目标红外图像仿真技术具有重要的研究意义。

本文提出了复杂背景下空中微弱小目标动态红外成像仿真方法,并开发了相应的仿真软件。

利用简化的三维目标模型模拟空
中小目标,考虑大气传输效应,对目标自辐射和反射辐射进行建模。

使用任意天空图
像对背景初始化,通过相机透视模型调整可视区,并添加相机抖动模拟真实机载成像中的情况。

利用泊松融合将仿真目标与仿真背景融合,并通过设置目标和相机的动
力学模型,实现了任意数量飞行目标、飞行轨迹的动态仿真。

为高效仿真不同背景、多种飞行条件下的空中小目标红外图像提供了一种思路。

【总页数】7页(P112-118)
【作者】王家豪;付雨昕;李怡;任斯煜;杨珺
【作者单位】西北工业大学
【正文语种】中文
【中图分类】TP391.41
【相关文献】
1.海天背景下三维目标红外成像仿真方法研究
2.复杂背景下红外小目标检测技术研究
3.复杂背景下红外图像弱小点目标自动识别仿真
4.复杂海空背景下红外弱小目标检测技术研究
5.复杂地表背景下动目标天基红外探测图像仿真
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空间目标红外仿真

空间目标红外仿真

空间目标红外仿真
常勇;薛丰廷
【期刊名称】《红外》
【年(卷),期】2008(29)9
【摘要】本文通过建立空间目标的几何模型,分析了目标的热平衡,计算了目标的热分布以及辐射强度.利用卫星工具包(STK)导出了某在轨卫星的轨道数据,计算了大气对红外辐射的衰减,并仿真了在地基红外探测系统的平台下卫星的红外视景图像.【总页数】3页(P25-27)
【作者】常勇;薛丰廷
【作者单位】四部军代室,浙江,嘉兴,314000;中国科学院上海技术物理研究所,上海200083
【正文语种】中文
【中图分类】TP319.9
【相关文献】
1.地面坦克目标红外仿真方法研究 [J], 范梦萍;张瑜;徐华;钱芸生
2.基于Unity3D的改进实时红外仿真系统 [J], 张繁;王通;黄可蒙;茅佳明;黎美玲;王章野
3.基于O GRE的海面舰船目标红外仿真方法 [J], 杨敏;李敏;易亚星;杨壹斌;王亚楠;卢羿
4.飞机及尾焰的红外仿真 [J], 孙丹丹;高教波;孙科峰
5.一种红外仿真图像数据流播放器设计与实现 [J], 邱琦;邱扬刚;谷锁林;赵民伟
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基于Fluent的飞机红外辐射特性建模与仿真

基于Fluent的飞机红外辐射特性建模与仿真
第3 9卷 第 6期 2 0 1 7年 6月
红 外 技 术
I n . 0 1 . 3 9 NO . 6
J u ne 20l 7
< 制导与对抗 >
基于 F l u e n t 的飞机 红外辐射特性建模 与仿 真
t he me t h od Of盯 a y l e v e l t r a ns f o r ma t i o n.
Ke v wo r d s :F l u e n t ,u n s t r u c ur t e d g r i d, r e v e r s e Mo n t e Ca r l o me t h o d ,g r a y l e v e l t r nS a or f ma t i o n
0 引 言
随着 红外成 像 制导 和 红外探 测 技术 的迅 猛发 展 , 各 类 武 器 系 统在 研 制 过 程 中越 来 越 重 视 对 武器 装 备 的红 外辐 射特 性进 行分 析 。近年 来 ,航空航 天 领域 竞
外 图像 ,文 献 [ 3 ] 和[ 4 ] 基于计算流体力学 ( c o mp u t a —
( Me a s u r e m e n t &C o n t r o l E n g i n e e r i n g De p a r t m e n t o ft h e R o c k e t F o r c e o f E n g i n e e r i n g U n i v e r s i t y , Xi ' a n , 7 1 0 0 2 5 , C h i n a )
Abs t r a c t : An a i r c r a f t ge o me t r i c mo de l i s e s t a bl i s he d f o r uns t r u c t ur e d g id r p r o c e s s i ng ,a n d n u me ic r a l

空中目标红外辐射特性计算与实时仿真

空中目标红外辐射特性计算与实时仿真

I r d a i n c l ul to n e ltm e sm u a i n o i a g t R a i to a c a i n a d r a i i l to f a r t r e s
W a g M i g n ,Ha n mi g ,Zhu F n ,F h a g e ,S i Ku ' n n mi g ’ 。 o Yi g n eg u S u n fi h n '。
tr e d n fc t n.To i p o e t e sm u a o S v l iy n e l i e p ro m a c ,a e d e t o e ag ti e ti ai i o m r v h i lt n ai t a d r a t e f r n e m n m n s n t i d m h e it g I sm uai n ag rtm s we e p o o e n t i a e ,a sm u ai n p af r wa lo b i .Fis, x s n R i lt l o ih r r p s d i h s p p r i lto lto m s a s ul i o t r t I r d ai n c a a trsis f t e wh l ica s a ay e o p e e sv l R a ito h c eit o h o e ar r f wa n l z d c m r h n iey.I c lu ai n m o es o r c t R ac lto d l f
3 Ke a o aoy o t — lcrn c I fr t n P o e s g C ie e Ac d my o ce c s h n a g 1 0 1 ,C ia . y L b rt r fOpo E e t i no mai r c si , hn s a e fS in e ,S e y n 1 0 6 hn ) o o n

空中目标红外辐射仿真研究


t ei l y t eie h a in ac lt n fb c g o n n ih o r e ,a dt ec luaiem eh do gn , h ssas s n h szst erda tc luai so a k r u da dl ts u cs n h ac lt t o fi o o g v ma ig a he e h ac lto so oa a in e p crlrda c ,rda titn i fsn l o r ea db c g o n a in e c iv stec luain ftt l da c ,s e ta a in e a in n e st o ig es u c n a k r u dr da c r y
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空 中 目标 红 外 辐 射 仿 真 息工程 学院 北京 10 8 ) 0 0 3
Ab ta t s r c :Th h sst a k h a i ea d f r i n p o u t n o i lt n t c n q eo fa e a in h r c e it f et e i r c s t en t n eg r d c i fsmu a i e h i u fi r r d r d a tc a a t rs i o v o o o n c a rt r e . h o n a i n o s e y o o u e i u e tc n q e e o y a is h r lta s iso e h i u i a g t On t e f u d to fma t r fc mp t r f r e h iu ,a r d n m c ,t e ma r n m s in t c n q e g a d r da t p is t e h ss mp o e h l t f wc a t n p ril lo i ms wh c a h e e n a in o t , h t e i c i r v s o i i l s c o h r a d a t ag rt a h , ih c iv mo e ig n d l a d n c mp t t n o a g t r fe t n o a it n fo t e s n,co d n h a t n u f c a it n o a g t o u a i ft r e e lc i f r d a i r m h u o o o l u s a d t e e r h a d s ra e r d a i f t r e.Th o e

一种空中目标红外特性仿真方法[发明专利]

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 202010970757.9(22)申请日 2020.09.16(71)申请人 哈尔滨新光光电科技股份有限公司地址 150028 黑龙江省哈尔滨市松北区创新路1294号(72)发明人 王艳春 张崇毅 刘珺琇 (51)Int.Cl.G06T 17/20(2006.01)G06F 30/20(2020.01)(54)发明名称一种空中目标红外特性仿真方法(57)摘要本发明涉及一种空中目标红外特性仿真方法,用于解决解决现有技术的红外仿真存在成本过高,且当距离和工况变化时,检测精度变低的缺陷。

空中目标红外特性仿真方法包括:空中目标形态模拟步骤,用于通过图形软件构建目标的三维模型;红外辐射特性模拟步骤,用于根据原型数据建立发射特性模型和反射特性模型,并进行模型的可视化;运动特性模拟步骤,用于将目标轨道数据做坐标转换,以供仿真平台读入。

本发明的一个应用是激光武器空中防御系统。

权利要求书1页 说明书6页 附图4页CN 112215957 A 2021.01.12C N 112215957A1.一种空中目标红外特性仿真方法,其特征在于,包括:空中目标形态模拟步骤,用于通过图形软件构建目标的三维模型;红外辐射特性模拟步骤,用于根据原型数据建立发射特性模型和反射特性模型,并进行模型的可视化;运动特性模拟步骤,用于将目标轨道数据做坐标转换,以供仿真平台读入。

2.根据权利要求1所述的空中目标红外特性仿真方法,其特征在于,当存在目标结构文件时,空中目标形态模拟步骤包括:通过通用图形软件对目标结构文件进行读取和解析,得到目标造型文件;利用目标造型文件中描述的目标几何结构信息,使用三维模型构建软件对目标的三维结构进行重建;使用三维模型构建软件对目标表面进行网格优化;按照红外辐射组成将目标表面划分为多个网格组。

3.根据权利要求1所述的空中目标红外特性仿真方法,其特征在于,当不存在目标结构文件时,空中目标形态模拟步骤包括:直接输入目标的几何结构信息,使用三维模型构建软件对目标的三维结构进行重建;使用三维模型构建软件对目标表面进行网格优化;按照红外辐射组成将目标表面划分为多个网格组。

喷气式飞机红外辐射仿真计算

W U a . h g , TENG ng , LU LI Ja 2 Xi o z on Pe Yi , U in
(.r y v t n ntueB in 0 13 C ia 2 n i ei ntueA r oc E gnei nvri, i n ha x 10 8 C i ) 1 m A i i Istt e i A ao i , j g1 12 , h ; . gn r gIs t , iF re n ier gU i sy X ’ S a n i 0 3 , h a n E e n it n e t a 7 n
求。
关键词:喷气式飞机;红外辐射;喷气发动机;尾流;蒙皮;仿真计算
中图分 类号 :T 1 N2 5 文献标 识码 :A 文 章编 号 :10—8 120 )20 2—5 0 189 (0 81.7 70
Cac lt na d Smu a in o fa e d aina o t o e r r f lu a i n i lt f n r r d Ra ito b u meJ t c a t o o I S Ai
引 言
任 何 温 度 高 于 绝 对 零 度 的物 体 都 要 产 生 红 外 辐 射 。喷气 式飞 机 、直 升机 或者 导弹 ,特别 是装 有加 力
燃烧 室 的飞 行器 ,是 一个 很 强的 红外辐 射源 。对于 飞 机 红外辐 射 ,可将其 视 为小面 源或 微面 源 ,小面源 是 具 有一 定 尺寸 的 “ 点源 ” ,它 既有 点源 特 性 的辐 射 强
Abs r c : a ge n r e a i to st e man ba i fpa sved tc i g o o wad o k n n r e oda d t a t T r ti fa dr d ai ni h i sso si e e tn ff r r l o i g i f a d p n r r ph t — lc rc r d n tle n a me lc p e s Ba e n t ha a trsi naysso n r e a ai n o o e e t a a i sal d o i r r d hei o t r . s d o he c r c e tc a l i fi fa d r dito i r

空中飞行目标尾焰红外辐射信号的建模与仿真


的温度 分布公 式计 算出尾焰 的等温线 ;然后 ,考虑 了谱线 的碰撞展 宽效应和 多普勒展宽效应 ,利用谱 带模 型 CG —
近似 法,计算 了尾焰各部分 的吸收 系数 。最后 ,根据前 面的计算得到 了尾焰的红外辐射 分布,建立 了较 准确 的定
量分析模型 ,并给 出了仿真结果 。
关键词 :高温尾焰;流场分布;等温线;辐射 特性
空 中飞行 目标尾焰 红外辐射信号 的建模 与仿真
高 思 莉 ,汤 心 溢
(中国科学院上海技术物理研究所 ,上海 2 0 8 0 0 3) 摘要 :本 文通过对 空中飞行 目标 高温尾焰 的流场分布进行研 究和对 飞行 目标尾焰的红外特性进行深入 分析 ,以圆
对称尾喷 管尾 焰的温度 分布和各组 分压强 的分布理论 为例 ,对其 红外辐射强度进行 了计算。首先 ,根据 不同区域
中图 分 类 号 :T l N2 5 文 献 标 志 码 :A
Buid ng m o lo h um er la e r l i de ft epl ee s d fom t y ng m a h nea d i u a i n hef i c i n sm l to l
Ab t a t T i P p rman y r s a c e h o f l ft ep u ee s d fo t e f i g ma h n sa d a a y e e sr c : h s a e i l e e r h st ef w e d o l me r la e r m h y n c i e n n lz s h l i h l t c a a trsiso s n a e d a c ea l T k n etmp r t r it b to f h l me r la e o t ecr u a h r ce t fi f r d r in ei d ti. a i g t e e au ed s i u i n o ep u e s df m i l i c t ir a n h r t e r h c r s mme r a o z e a d t e t e r n t e dsrb t n o e c mp n n s p e s r n e s y a n e a l, t i fa e y t c ln z l n h h o y o h it u i ft o o e t ’ r s u e it n i sa x mp e i n r r d i i o h t s r d a c sc lu ae . r t b s d o e d s i u e o mu ao e tmp r tr f i e e t x e t t e i t e f h a i n e i a c l t d At s, a e n t it b td f r l f h i f h r t e e au eo f r n tn , h s h r o e d e o m t p u e s n l sfg r d o t An e , c o d n o t e c l d d b o d n e e t n h p lrb o d n e e t ft e lm i a si u e u . d t n a c r ig t o l e — r a e f c sa d t eDo p e - r a e f c so g i h h i h s e t m , h b o p i n c e c e t fg s o l me Sd fe e tp rs a e c lu a e y u i g t e C— a p o i ae p cr u t e a s r t o f in so a ft p u ’ i r n a t r ac lt d b s G p r x m t o i he n h mo e fc a n l a d . a t y ma i g u e o e p e i u e u t, h lm eS i fa e a in e i wo k d o t d lo h n e n s Atls,b k n s ft r v o sr s l t e p u ’ n r d r d a c s b h s r r e u ,a
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