基于电阻阵列的红外场景生成技术

针对红外成像制导半实物仿真试验的需求,研究了红外场景生成技术。主要通过对场景的建模、目标及场景的红外特性分析,开展了基于可见光图像调制生成红外图像技术的研究。同时对飞机、地面背景及红外诱饵干扰的建模技术进行了探讨,完善了红外场景的生成方法。利用该红外场景生成技术为基于电阻阵列的红外图像转换器提供输入信息,驱动电阻阵列产生红外辐射,经热像仪观测,生成的图像细腻、真实度高,为制导半实物仿真试验提供了更为逼真的红外仿真环境。     

红外导引系统快速原型仿真中的场景生成技术

介绍了基于Vega视景引擎红外场景生成方法,并应用于基于RT—LAB快速原型平台空空导弹红外导引系统快速原型仿真。设计了空空导弹红外导引系统快速原型仿真框架,根据框架建立了弹目6自由度运动学／动力学、红外导引系统Simulink仿真模型及目标等三维几何模型,采用Vega传感器模块和粒子系统模块实现目标各部件温度和干扰弹的自定义设置,同时针对快速原型实时仿真的要求设计了高精度的帧频控制方法。将红外场景生成软件与某空空导弹快速原型仿真系统进行联合仿真进行验证,对空空导弹导引系统的研制与开发起到了重要作用。     

反舰导弹红外视景仿真

随着反舰导弹武器系统的快速发展,舰船反导拦截系统迫切需要对其进行追踪与防御。而作为近程防御探测设备,红外探测器需要为拦截系统提供目标指示。研究了反舰导弹的红外视景仿真,使用Creator软件完成对导弹弹体的几何建模;使用Vega Prime软件完成视景配置;通过C++语言应用程序接口API调用ACF文件完成红外图像的生成;构建了导弹飞行驱动模块、尾焰模块、红外图像生成模块和气象仿真模块,并生成了典型导弹攻击航路的红外图像序列,为目标指示、识别和跟踪提供了仿真技术思路,在红外视景仿真开发实现上具有一定实用性。     

武装直升机红外成像仿真

虚拟仿真以其低成本、短周期、高质量的特点,逐渐成为复杂环境下红外成像制导武器设计分析、验证和评估的主要手段之一。以某武装直升机目标为对象,首先利用基于航空发动机物理模型的方法,通过全尺寸几何建模、计算蒙皮、尾喷和羽烟等主要红外辐射源的流场和温度场,利用灰度等级描述红外辐射信息,生成不同视向角下的近场红外辐射亮度显示,并存储形成数据库。然后根据具体使用时的条件从数据库中调用,按照距离进行大气衰减,最终形成视点处的红外辐射亮度显示。实验结果证明,算法生成的武装直升机红外图像真实感强,实时性好,可用于红外成像制导导弹仿真和夜航模拟训练系统的红外视景显示,具有一定的军事参考价值。     

基于PC的直升机训练模拟器视景系统架构探讨

针对直升机训练模拟器的视景特点,并结合实例讨论了基于PC的视景系统架构,并应用Vega Prime场景驱动软件,使用MuhiGen Creator等开发工具,生成直观、真实三维视景系统的具体过程与方法.     

基于Creator的机场飞行区特殊视景仿真系统的关键技术分析

虚拟场景建模是虚拟现实技术中的关键技术之一。为了更真实有效地模拟飞机在机场飞行区运动过程中的特殊视景,在简化模型的基础上,使用实例技术、外部引用和LOD技术几何建模,并进一步举例说明物理建模和运动建模的过程,给出了仿真实现的详细流程。该方法能够使管制员在雷达屏幕上观察飞机的动态及一些特殊情况,并及时解决冲突。利用Creator、Vega及VisualC＋＋6．0,实现了对机场飞行区特殊视景的仿真。结果表明该系统在培训管制员方面起到了很重要的作用,从而减少了特殊事件对飞机产生的影响及在地面的碰撞事故,缓解了管制员的压力。     

近地空间航天员训练视景真实感渲染技术研究

载人航天任务中,地面模拟训练是培养提升航天员操作技能的重要手段。视景系统是航天飞行训练模拟的重要组成部分,高逼真度的仿真场景对提升航天员训练效果有重要的意义。针对空间视景仿真场景调度和渲染的特殊性,提出并设计实现视景仿真软件的总体架构。对影响空间场景真实感的地球纹理数据库的生成和调度技术、大气散射仿真技术、场景光照实时渲染等关键技术进行研究,融合各种方法,在视景仿真系统中基于GPU实现。试验验证表明,实现算法准确,模型设计合理,已经应用于航天员的训练中。     

弹道导弹中段目标/背景红外图像建模与仿真

提出了一种针对弹道导弹中段目标和背景的动态红外辐射特性仿真方法。首先,建立了弹头目标^秀饵的三维模型,并结合其运动位置分析了影响弹头目标／诱饵红外辐射的因素,建立了较为完善的弹头目标/诱饵红外物理模型;其次,基于红外星表数据对恒星大气层外的辐照度进行了计算,根据红外传感器视轴指向和红外传感器视场,确定了红外传感器视场中的可见恒星,并根据拟生成背景图像的空间分辨率计算出这些恒星在背景图像中的相对位置分布,对星空背景直接进行了动态图像生成;然后,对成像过程中红外探测系统的噪声效应进行了建模与分析,同时给出了噪声的计算机模拟方法;最后,将生成的弹头目标,诱饵的红外图像与星空背景红外图像在灰度和空间2个层次上进行合成形成完整的弹头目标赝饵／星空背景的红外仿真图像,可为弹道导弹中段红外电子对抗突防提供较为准确的数据支持。     

导弹测试用的红外光学调制器

红外成像导弹的不断发展产生了这样一种需求即能完全表示红外场景的发生器。为了正确测试这些系统，就需要场景发生器具有非常大的动态范围。这是用电阻器加热元件阵列标准方法不易制成。本文描述了红外光学调制器的制造，它用于大动态范围及高帧速场景的生成。用加热可变反射率薄膜的方法产生调制，可通过反应溅射工艺，在一块适当厚度基片上生长一层二氧化钒（VO2）薄膜来实现。在大约68℃时，VO2历经了半导体向金属态的相变过程，就是利用反射率的相应变化制成了调制器。在生产高帧速器件过程中，VO2薄膜精确的化学成分至关重要。本文描述了透射型和反射型两种类型的调制器。     

模化比对直升机用红外抑制器红外辐射特性的影响

对波瓣喷管一弯曲混合管构成的直升机用红外抑制器壁面和尾焰的红外辐射特性进行了一系列的数值研究,旨在将三维流场数值计算、壁温计算与红外辐射计算结合起来综合分析抑制器红外辐射特性,与相关实验数据的对比验证表明计算结果与实验结果仅相差15%左右,且红外辐射强度空问分布规律一致;通过对不同缩比模型的数值计算,揭示了模化比对壁面及尾焰的红外辐射特性的影响规律:(1)几何相似的红外抑制器在主流入口速度、温度相同时,壁面红外辐射强度与几何模化比的2次方成正比;(2)尾焰红外辐射强度与几何模化比的2.32次方成正比.      

基于几何矩阵的增强虚拟现实

增强虚拟现实是组合真实场景和虚拟场景,以达到丰富真实场景的目的.针对摄像机相对景深做较小运动时所获得的视频,提出了一种基于几何矩阵的增强虚拟现实方法.摄像机在这种运动情况下,可以用一个几何矩阵来描述两帧之间的关系,这样就大大简化真实场景和虚拟场景的组合.同时,由于虚拟场景来自二维图像,因此,非常容易对准虚拟物体在视频中的位置.理论和真实视频实验表明,本文提出的增强虚拟现实方法具有计算量小和真实性强等优点.     

DESIGN AND IMPLEMENTATION OF AN INFRARED SCENE TARGET SIMULATOR

lnfraredtargetsimulator(IRTS)isoneofthekeydevicesusedforhardware-in-the-loopsimulationofinfraredimagingguidedmissile.Itisimportanttotheperformanceevaluationandfunctionmeasurementofinfraredimagingguidancesystems.Bytheendofthe198O's,somewesterncountrieshaddevelopedIRTSwhichcouldsimulatetherelationshipbetweentarget,backgroundandmissileswithscaledphysicalmodel,whosehighreliabilityhasbeenidentifiedduringthedevelopmentofmanykindsofmissiles.Withthedevelopmentofaccurateguidedweaponsystems,themaneuv…     

涡扇发动机引射喷管的红外辐射特性数值研究

红外隐身技术对提高未来战机战场生存力具有重要意义,发动机排气系统是飞机后半球的主要红外辐射源。为了研究涡扇发动机引射喷管的红外辐射特性,结合引射喷管的CFD计算,采用离散传递法计算红外辐射强度,研究了普通引射喷管以及带5°下倾角的引射喷管后半球3～5μm以及8～14μm波段的红外辐射强度空间分布规律,并与相似尺寸的涡扇/涡喷发动机收缩喷管进行比较。结果表明：在探测角度较大时,涡扇发动机引射喷管的红外辐射强度较收缩喷管小20%左右;引射喷管结构上的非对称性导致红外辐射强度角向分布也呈现非对称性特征;8～14μm波段与3～5μm波段的红外辐射空间分布规律基本相同,但辐射能量小40%左右。     

基于效能评估的战斗机末端光电对抗仿真

为掌握战斗机末端光电威胁交战场景,评估无源干扰手段使用样式策略和效能,采用集对分析和粗糙集理论的综合评估方法,研究了不同类型和数量来袭导弹时威胁等级和威胁排序实现算法。同时对飞机、多点源诱饵、伴飞诱饵及面源诱饵干扰特性的建模计算进行了分析研究,生成飞机与多点源、伴飞及面源诱饵相互影响的红外对抗场景。利用告警等级模型评估的威胁等级自适应决策出无源干扰的使用策略,并能对战斗机末端光电手段进行干扰效能评估。结果表明：能实时生成不同帧频下的战斗机末端红外对抗场景;根据威胁等级排序决策能力,对多点源、伴飞和面源诱饵使用策略和干扰效能进行有效评估。     

模型表面温度对光电特性影响的实验研究

对在JF-10氢氧爆轰驱动高焓激波风洞中开展烧蚀材料模型表面温度对光电特性影响的实验方法进行了探索。风洞实验状态的驻室总压约为20MPa,驻室总温约为6000K,自由流速度约为4km／s。实验以锑化铟多单元红外成像系统与电离列阵测试装置为测量手段,用以烧蚀材料为头部的球头钝锥体模型,实验测量激波层中红外辐射的横向剖面分布和壁面附近电离密度的剖面分布,并在烧蚀材料加热和不加热两种情况下进行了对比实验。实验结果表明：烧蚀材料的加热加强了模型头部激波层中的红外辐射,同时也增大了模型表面的电子密度。     

涡轮风扇发动机在飞机红外隐身上的优势

简要介绍了飞机红外隐身技术的发展现状,比较详细地阐述了涡扇发动机在飞机红外隐身上的优势,如可降低发动机及其尾焰的红外辐射强度;兼顾了良好的隐身性能和很好的作战性、机动性.     

地方工科院校“智能科学与技术专业”实践教学体系的构建

针对智能科学与技术专业特点并结合西安邮电大学实际情况,提出以教学机器人为实验平台的创新型实践教学体系。重点介绍课程设计等集中实践教学环节的内容设置和考核方法,给出实验室课外开放实验项目开展方案。实践表明,创新型实践教学体系的构建,激发了学生的学习兴趣,增强了学生的实践动手能力和创新意识。