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]。