空中目标红外辐射特性计算与实时仿真

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
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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(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。

空中目标红外特性的计算方法华建军;张建强【期刊名称】《激光与红外》【年(卷),期】2001(031)003【摘要】The physical model of IR signature of an aerial tar get is constructed. The computational method of the IR intensity and contrast in tensity of the target is discussed. The compact of the background radiation, inc luding the sun, the sky and the earth, and the atmospheric attenuation to the in frared radiation is considered. LOWTRAN7 code is used to calculate solar radiati on, atmospheric radiation and transmission.%文中建立了空中目标红外特性的物理模型,讨论了目标红外辐射强度和对比强度的计算方法,考虑了太阳、天空、地面等背景辐射和大气的衰减作用对目标红外辐射的影响.本文应用了LOWTRAN7软件计算太阳辐射、大气辐射和大气透过率等参数.【总页数】3页(P166-168)【作者】华建军;张建强【作者单位】北京航空航天大学动力系,;北京航空航天大学动力系,【正文语种】中文【中图分类】TN219【相关文献】1.再入目标红外特性分析及红外特性材料研究 [J], 姜卫陵;罗金富2.PS植入路径上不同动物椎骨近红外特性差异研究 [J], 刘洋洋;孟琳;钱志余;李韪韬3.低发射率材料涂敷方案对排气系统红外特性的影响 [J], 陈瀚赜;尚守堂;吉洪湖;邓洪伟;卢浩浩4.靶标系统中的目标红外特性建模技术研究 [J], 杨翔云;吕勇;刘洋;刘力双5.视线方向上飞机红外特性计算方法 [J], 王霞;陈华础因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

第34卷第8期 光电工程V ol.34, No.8 2007年8月 Opto-Electronic Engineering Aug, 2007文章编号：1003-501X(2007)08-0025-03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 200083 )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C-G 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；辐射特性中图分类号：TN215 文献标志码：ABuilding model of the plume released fromthe flying machine and simulationGAO Si-li，TANG Xin-yi( Shanghai Institute of Technical Physics, the Chinese Academy of Sciences, Shanghai 200083, China ) Abstract:This Paper mainly researches the flow field of the plume released from the flying machines and analyzes thecharacteristics of its infrared radiance in detail. Taking the temperature distribution of the plume released from the circularsymmetrical nozzle and the theory on the distribution of the components’ pressure intensity as an example, its infrared radiance is calculated. At first, based on the distributed formula of the temperature of different extent, the isotherm of the plume signals is figured out. And then, according to the collided-broaden effects and the Doppler-broaden effects of the spectrum, the absorption coefficients of gas of the plume’s different parts are calculated by using the C-G approximate model of channel bands. At last, by making use of the previous results, the plume’s infrared radiance is worked out, a relatively exact quantitative analysis model is established and the simulation results are supplied.Key words: high-temperature plume; flow field; isotherm; radiation characteristics引 言在空中目标的红外特性研究中，其飞行中喷射出的高温尾焰是一个重要的红外辐射源。

2中段目标红外辐射特征
计算每个小面元都可根据其温度求解出对应的任意波段内的法向红外辐射亮度，同一时刻所有小面元红外辐射亮度的集合即为目标在该时刻的红外辐射亮度分布。

通过对需要波段内的每个时刻的红外辐射亮度分布求解，即可得到想要的目标红外辐射特征及其变化。

3仿真分析
设置仿真条件为：目标为锥体，母线长1m，半锥角10°；目标锥面按50×50网格等面积划分，底面按50×5网格等面积划分（锥面与底面划分后面元面积不同）；目标表面材料密度为1012kg/m3，比热容为2300J/(kg•K)，厚度为2mm，导热率0.6W/(m•K)；目标视为灰体，其表面材料的发射率为常量0.85，吸收率为常量0.7；目标自旋速度为 1.5周/s；各辐射源方向如图3所示；目标射程4500km，抛物线轨道，中段飞行高度为
100km~1400km；中段时间共1200s，其中0s~600s为阴影区，600s~1200s为日照区；目标表面初始温度为300K，仿真步长t为0.01s。

仿真计算了目标在。

海天目标三维实时红外场景仿真
岳松;王晨晟;张智杰
【期刊名称】《光学与光电技术》
【年(卷),期】2011(9)4
【摘要】提出了一种海天目标三维实时红外场景的仿真方法。

首先建立了场景的3D物理模型,然后根据黑体辐射理论分别计算出背景与目标的红外辐射特性。

考虑到气温对成像的影响,以及探测器分别对3～5μm与8～12μm波段的响应率,根据物体的表观温度对视场内的红外图像进行显示。

最后将背景与目标进行融合得到最终的仿真场景。

通过提出的方法对海面天空背景的建模与红外仿真以及水面舰艇的建模与红外仿真得到的三维实时红外仿真场景效果逼真与实测图像接近。

【总页数】5页(P39-43)
【关键词】红外仿真;三维建模;红外辐射;黑体辐射
【作者】岳松;王晨晟;张智杰
【作者单位】华中光电技术研究所-武汉光电国家实验室
【正文语种】中文
【中图分类】TP391.9
【相关文献】
1.基于等效温度法的海天背景红外场景仿真 [J], 陈翾;林春生;杨立
2.海天背景下红外舰船目标实时跟踪算法研究 [J], 王悦行;陈晓冬;赵克军;黄庆;汪毅;郁道银
3.建筑物目标三维红外场景仿真 [J], 陈珊;孙继银;李琳琳;胡寅
4.目标三维场景建模与实时红外仿真技术研究 [J], 饶伟;明德烈;田金文
5.海天背景下三维目标红外成像仿真方法研究 [J], 曾一凡;刘建平;王元斌;王鹏;田金文
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