海面复杂红外场景仿真系统

水下航行器热尾流目标海平面探测红外成像仿真张昊春;曲博岩;金亮;马超【摘要】红外成像是探测水下航行器海平面热尾流目标的重要方法.采用建模仿真的方法,基于尾流区海平面温度分布特征,结合三维坐标变换和投影映射方法实现热尾流目标的红外成像仿真过程,得到在相同探测条件下热尾流的辐射能量随波段的分布,以及不同探测方位角与高度下热尾流在像平面内的形态及红外辐射亮度的变化规律.论证了噪声对典型工况条件的热尾流与背景海面的对比度和清晰度,以及热尾流目标的探测和识别难度的影响.仿真结果表明:相同探测条件下,热尾流在8μm～12 μm波段的辐射能量远远大于3μm～5 μm波段;随着探测高度的增加,热尾流区域的红外辐射观测亮度逐渐减小;探测路径长度一定时,探测天顶角增大,热尾流红外辐射观测亮度减小,并且热尾流在像平面内所占区域逐渐减小.【期刊名称】《应用光学》【年(卷),期】2019(040)004【总页数】10页(P525-534)【关键词】红外探测;建模仿真;辐射亮度;噪声【作者】张昊春;曲博岩;金亮;马超【作者单位】哈尔滨工业大学能源科学与工程学院,黑龙江哈尔滨150001;哈尔滨工业大学能源科学与工程学院,黑龙江哈尔滨150001;哈尔滨工业大学能源科学与工程学院,黑龙江哈尔滨150001;哈尔滨工业大学能源科学与工程学院,黑龙江哈尔滨150001【正文语种】中文【中图分类】TN215引言水下航行体在水面状态及通气管状态航行或充电时，推进系统排出的热废气、热冷却水所留下的热踪迹，即使在相当深的水下航行仍难以消失，经一段时间浮升至海平面，呈现一种高温轨迹的温度特有迹象[1]。

近年来随着遥感技术的发展与现代先进红外探测设备的探测精度不断提高，针对水下航行体热尾流红外特征的探测研究具有重要意义[2]。

杨立等[3]开展了水下航行体热尾流的理论和实验研究，得到了水下航行体热尾流在稳定分层环境中的浮升规律。

张健等[4]搭建了水下航行体尾流排放模拟实验平台，并通过实验分析了水下航行器排放冷却水温度特征。

基于双尺度海谱的动态海面场景仿真建模分析
叶宗民;宋广
【期刊名称】《舰船科学技术》
【年(卷),期】2024(46)9
【摘要】针对典型复杂环境下动态海面目标场景,采用双尺度海谱用于风驱海面的建模构建公里级别复杂场景电磁仿真模型,研究面向体-面复合结构的自适应弹跳射线法,结合区域分解和并行加速技术实现典型目标及地物环境的耦合电磁散射特性分析,形成公里级别复杂场景多维复合散射特性仿真能力,实现大场景复杂环境与目标一体化模型的高效电磁散射计算与分析。

通过测量海面邮轮在实际海面背景下的电磁散射特性,进行验证,为复杂海面背景下大尺度目标的动态场景生成和目标特性研究提供重要支撑作用。

【总页数】5页(P138-142)
【作者】叶宗民;宋广
【作者单位】中国人民解放军91404部队
【正文语种】中文
【中图分类】TB56
【相关文献】
1.基于双尺度建模的海杂波分析
2.基于长波红外的海面场景偏振特性分析与建模
3.基于双时间尺度状态方程的船舶脉冲负载建模与仿真
4.基于二尺度模型的星载
SAR海面场景成像仿真5.适用于大电网动态仿真的电化学储能电站多场景仿真建模分析
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海面场景虚拟仿真方法
褚彦军;康凤举;聂卫东;杨惠珍
【期刊名称】《计算机应用》
【年(卷),期】2004(024)B12
【摘要】虚拟自然环境的计算机生成是视景仿真领域的研究难点。

在海洋作战视景仿真以及航海视景仿真中，海浪形态的模拟占据相当大的比重。

文中重点研究了几种常用海浪视景建模仿真方法，并指出了各种方法的优缺点和适用场合。

讨论了海浪建模中的LOD技术，以及海面环境中光照效果的模拟技术。

指出了海面环境视景仿真进一步的研究方向。

【总页数】4页(P114-117)
【作者】褚彦军;康凤举;聂卫东;杨惠珍
【作者单位】西北工业大学航海学院，陕西西安710072
【正文语种】中文
【中图分类】TP391.9
【相关文献】
1.一种虚拟场景的动态建模与实时仿真方法 [J], 邓见光;潘晓衡;袁华强
2.海面场景虚拟仿真方法 [J], 褚彦军;康凤举;聂卫东;杨惠珍
3.一种改进的基于逆Omega-K算法的海面场景SAR原始数据仿真方法 [J], 端和阳;刘保昌;何宜军;李秀仲
4.三维破碎海面激光近程散射特性仿真方法 [J], 朱凌轩;王彪;米晓林;霍熠炜
5.基于关节的虚拟场景建模及仿真方法 [J], 刘宇翔;张珩;鲁士文
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不同条件下海面Kelvin尾迹的红外仿真王蛟龙;张昊春;张亦宁;马锐;魏衍强;马超【摘要】The wakes generated by ships on the sea contain a wide range of information.We applied the Kelvin wake model and obtained the wake maximum wave height of 0.5 m, 1.5 m and 2.5 m,respectively, corresponding to the warship's velocity of 5 m/s, 10 m/s and 15 m/s.We described the complex sea backgrounds with different wind speeds of 5m/s, 8 m/s and 10 m/s by the Pierson-Moscowitz sea spectrum model.The infrared emission model of the wake on the sea was established by geometry differences of the wake and the background, and infrared images were got in different speeds of the sea wind, different speeds of the ship and different detection angles of the detector.The simulation results show that the maximum gray value of infrared image is at the wake wave peak, and when the wind speed increases from 5 m/s to 10 m/s, the average gray difference between the wake area and sea surface background gradually reduces from 100, until no difference.Under the same sea surface wind speed, the wake wavelength increases from 10 m to 40 m with the ship speed increasing from 5 m/s to 15 m/s,and the infrared feature is obvious.The infrared image difference is insignificant when the detector zenith angle is 0° and 30°.When the zenith angle increases to 60°, the wake region gray scale is closed to the sea background gray scale, the difference value is less than 30, so it becomes more difficult to recognize targets.%针对舰船在海上航行时形成的尾迹包含多类信息,利用Kelvin尾迹模型得到舰船速度为5 m/s、10 m/s和15 m/s的尾迹最大波高分别为0.5 m、1.5 m 和2.5 m.通过海浪Pierson-Moscowitz谱模型描述海面风速分别为5 m/s、8 m/s和10 m/s下的复杂海面背景模型.基于海面背景和尾迹区域的几何差异,建立了Kelvin尾迹的红外发射模型,得到不同海面风速、不同舰船航速和不同探测天顶角下的红外特征仿真图像.仿真结果表明,红外图像的灰度极大值位于尾迹波峰处,海面风速由5 m/s增加到10 m/s时,尾迹区域与海面背景平均灰度差值由100逐渐减小,直至无差异.相同海面风速下,舰船速度由5 m/s增加到15 m/s,尾迹波长由10 m增加到40 m,红外特征明显.改变探测器天顶角分别为0°和30°时,红外图像差异较小,当天顶角增大到60°时,尾迹区域灰度值接近海面背景,差值小于30,尾迹的辨识难度增加.【期刊名称】《应用光学》【年(卷),期】2016(037)006【总页数】8页(P924-931)【关键词】Kelvin尾迹;复杂海面;红外图像;谱模型;仿真【作者】王蛟龙;张昊春;张亦宁;马锐;魏衍强;马超【作者单位】哈尔滨工业大学能源科学与工程学院,黑龙江哈尔滨 150001;哈尔滨工业大学能源科学与工程学院,黑龙江哈尔滨 150001;哈尔滨工业大学能源科学与工程学院,黑龙江哈尔滨 150001;中国舰船研究设计中心,湖北武汉 430064;哈尔滨工业大学能源科学与工程学院,黑龙江哈尔滨 150001;哈尔滨工业大学能源科学与工程学院,黑龙江哈尔滨 150001【正文语种】中文【中图分类】TN215舰船在海面上航行时，船体后方区域会形成一条特征明显可辨的痕迹，被称之为尾迹[1]。

文章编号：1002-2082 (2021) 03-0404-09基于水幕的舰船红外干扰策略研究付　健1，赵建辉1，李　帆1，张　馗2,3（1. 北京航空航天大学 仪器科学与光电工程学院，北京 100191；2. 中国船舶工业系统工程研究院，北京 100036；3. 东南大学 仪器科学与工程学院，江苏 南京 210096）摘 要：传统的红外成像反舰导弹的干扰策略如热焰弹和烟雾等已经不能很好地应对新型红外成像反舰导弹的威胁，针对该问题，设计一种在舰船表面不同分区施加水幕来对抗红外成像反舰导弹的策略，采用建模仿真的方式开展了水幕对红外成像导引头干扰效果的研究。

建立综合考虑海天背景的舰船红外辐射仿真模型，结合典型图像识别算法，分析制定了不同的水幕施加策略，利用仿真模型研究在一定距离不同策略下红外成像导引头对目标识别的成功率；根据识别结果和算法原理对水幕施加策略进行优化，优化后的分区水幕施加策略可使导引头对目标的识别成功率下降约60%。

最后通过在现实场景中搭建的降温缩比试验装置验证了水幕的降温效果。

关键词：红外电子对抗；红外成像导引头；干扰策略；水幕仿真模型；水幕降温中图分类号：TN976 文献标志码：A DOI ：10.5768/JAO202142.0301005Research on ship infrared jamming strategy based on water curtainFU Jian 1，ZHAO Jianhui 1，LI Fan 1，ZHANG Kui 2,3（1. School of Instrumentation and Optoelectronic Engineering, Beijing University ofAeronautics and Astronautics, Beijing 100191, China ；2. Systems Engineering Research Institute, China State Shipbuilding Corporation, Beijing 100036, China ；3. School of Instrument Science and Engineering, Southeast University, Nanjing 210096, China ）Abstract ：Since the jamming strategy of traditional infrared imaging anti-ship missile, such as hot flame bomb and smog, which could not be good deal with the threat of new infrared imaging anti-ship missile, a strategy of applying water curtain to different zones of ship surface to counter the infrared imaging anti-ship missile was designed, and the jamming effect of water curtain on infrared imaging seeker was studied by modeling and simulation. The simulation model of ship infrared radiation which comprehensively considered the sea-sky background was established, and combined with the typical image recognition algorithm, the different water curtain application strategies were developed. The simulation model was used to study the success rate of infrared imaging seeker for target recognition under a certain distance and different strategies. According to the recognition results and algorithm principle, the water curtain application strategy was optimized. The optimized partition water curtain application strategy could reduce the recognition success rate of the seeker to target by about 60%. Finally, the cooling effect of water curtain was verified by the cooling shrinkage ratio test device built in the real scenes.Key words ：infrared electronic countermeasure ；infrared imaging seeker ；jamming strategy ；water curtain simulation model ；water curtain cooling收稿日期：2020-09-09； 修回日期：2020-11-26基金项目：航空科学基金（20180251003）作者简介：付健（1991—），男，硕士研究生，主要从事图像处理及导航方面的研究。

笫36卷，增刊红外与激光工程2007年9月、，01．36Su讲疵釉ent I D血眦d and Las cr En凼eer i ng S印．2【X y7海面杂波背景下红外图像中舰船目标的检测艾淑芳，张国华(中航一集团洛阳电光设备研究所，河南洛阳471009)蔫要：复杂杂波背景下，海面红外图像中舰船目标检测的关键是如何降低虚警、检测出真正的目标。

为了实现这个目标，首先利用H aar小波函数进行小波变换，对图像进行预处理；然后进行恒虚警检测(cFA R)；第三步采用行程法对检测的目标进行标记；最后采用管道滤波法剔出虚假目标，检测出真正的目标。

经仿真实验证明，此方法能有效地降低虚警，在复杂杂波背景中检测出目标。

关键词；海面；杂波；舰船；红外图像；检测中圈分类号：TP391文献标识码l A文章编号：1007．2276(2007)增(探测与制导)加331．04Shi p det ect i on i n s e a i nf r ar ed i m age w i t h com pl e xcl ut t er backgI．0undm Shu f抽g，Z H A N G G uo．h吼㈣阻g h蚯n她o f勘ec缸’o I op吐c E qui p m ent o f A V I c L L uoy衄g471009，a1．m)A bs t r act：T he l汜y of s11i p det e cⅡon i n s ea i n行af e d i m age w i t h coI np l ex cl ut t e r ba ckgr ound is how t or edu ce f a l s e al an ns and d甑e c t m l e t a rget s．hl or d er t o ac圣l i eV e m i s ai m，a noV el al gor l t hm i s pr opos e d．Fi rst，H船r w aV elet仃ansf o珊t ecl l I l ol ogy i s us ed a s prepr o ces si ng，nl en cons协t f a l s eal栅r at e(CFA R) de t et i on，t}l e n r un—l engm l abel t o m ar k obj ect s det ect ed by t}le abo V e st印，fi nal l y pi】pehne f i l ter t o r educef al se al棚s and det ec t m l e t ar get s．Exp嘶m ent r e sul t s i ndi ca t e t l latⅡli s m em od caI l ef!f＆t i V e l y re Iduc e f al seal a咖s and de t ec t t r ue t￡I略et s i n com phca t e d s ea bac l‘g r ound．K ey w O r ds：Sea；C l ut t er；S|l i p；h出ar ed i】阻age；D et ec蛀onO引言在复杂的海面背景中，移动的海面及连绵起伏的波浪反光使红外图像的信噪比和对比度等信息都随着浪高、距离和太阳位置的不同而不断发生变化。