动态红外场景生成新技术

总结了目前用于半实物仿真的红外场景生成技术的新进展,介绍了几种典型的新技术,例 如:超大阵列规模的薄膜镜光调制器场景生成技术、中波红外LED 阵列红外场景生成技术、基于聚合 液晶的红外液晶光阀红外场景生成技术、一种新型的用于半实物仿真场景生成投影系统的电子束寻 址反射型空间光调制器、一种基于微型发射器的红外场景生成技术、基于MEMS 技术的单层锗化硅 红外宽波段微发射器阵列红外场景生成技术等。最后对红外场景生成技术的未来发展方向和趋势作 了分析和展望。     

红外动态场景测试评价技术

建立了一套红外场景生成装置的主要技术指标性能评测体系,给出了指标的定义,建立了指标体系的物理模型,并给出了系统评测理论和测试方法.红外场景生成装置的主要技术指标包括时间特性、空间分辨率、空间均匀性、几何畸变、动态范围、最大辐射功率密度、最小可分辨温差、串扰和辐射对比度等,并针对这些指标进行了详细分析,认为这些指标能比较全面地评价红外场景生成装置的成像质量.这些指标中又以均匀性、对比度、几何畸变和空间分辨率最为重要,应为红外图像性能评测中优先考虑的评测指标.     

红外动态场景图像质量评价理论概述

红外动态场景生成器是红外成像制导半实物仿真系统中的关键设备,红外动态场景生成器所产生红外图像的质量直接关系到仿真系统实验的质量.随着红外动态场景生成技术的发展,需要对产生的红外场景的质量进行全面评价.针对各种类型的红外动态场景生成器的性能进行分析,建立红外动态场景图像质量测试评价理论模型.该模型中主要的测试指标包括时间...     

动态红外图像生成技术综述

利用半实物仿真系统能在实验室内对红外戍像仪,导弹寻的器及各种红外探测系统的动态性能进行测试和评估,其核心技术是动态红外图像生成.介绍了动态红外图像生成的各种方法,包括电阻阵列、二极管阵列、基于激光束扫描的图像生成技术、薄膜转换器、基于光纤阵列的红外图像转换技术、红外CRT、可变形反射镜阵列、液晶光阀、基于MEMS技术的空间光调制器和基于LCOS的红外空间光调制器等.对这些技术进行了详细的描述,包括基本原理、关键技术及发展概况,并讨论了其相对的优缺点.最后,对各种方法的性能参数进行比较和对照.     

红外场景产生技术及应用研究

红外成像系统的测试对于红外成像系统的研制具有重要的意义.传统的测试方法由于需要在真实环境中进行试验,因而受时间、空间和环境等方面的限制.为解决上述问题,本文采用红外场景产生技术,提供实验所需的仿真场景,并进行红外成像系统的半实物仿真试验(如注入式仿真试验),进行红外成像系统的测试.红外场景产生技术已成功应用于跟踪器性能测试和图像处理算法研究.实验结果表明,该方法可以节省大量的人力、物力和财力,并缩短产品研发周期.     

动态红外场景投影器的研究现状与展望

近年来,国内外在动态红外场景投影器的研究方面的研究均取得了很大的进展。作为半实物仿真系统的核心部分,动态红外场景投影器的技术性能限制了整个仿真平台的总体性能。分类总结了国内外对动态红外场景投影器的研究现状,展望了与红外成像精确制导技术匹配的新型动态红外场景投影器的主要技术要求。鉴于目前动态红外场景投影器的发展水平,提出一方面需要探索混合型投影器技术,以达到取长补短、优势互补的目的,另一方面需要继续加大对新型投影器的研制力度,解决目前投影器的局限性问题。     

基于DMD红外场景仿真系统的研究及应用

系统地介绍了数字微镜器件(DMD)的工作原理、发展及应用。分析了DMD在红外场景仿真应用中所面临的主要技术问题,包括二进制脉宽调制(BPWM)可能产生的短暂假信号、动态范围受微镜衍射的限制、出射光瞳的均匀照射、DMD光学窗的光谱透射以及投影仪与被测导引头同步等。同时基于DMD开发了红外场景仿真原理样机,经测试可在受控的环境下逼真模拟比较复杂的战场环境,并能对红外制导系统的性能进行评估和系统参数优化。该系统可用于红外成像导引头与红外成像火控系统的半实物仿真、光电对抗以及红外成像武器系统的教学训练,并可根据用户的要求研制紫外和可见光场景的仿真系统。     

基于增强现实的动态红外视景生成研究

动态红外视景生成是红外成像制导半实物仿真的关键,将基于增强现实的虚拟场景技术应用于动态红外视景生成中,可以有效地提高生成的红外场景的真实感,减少自然背景模拟的复杂程度。     

动态红外场景仿真方法研究

利用计算机模拟生成动态合成场景,是红外仿真系统中最适用和方便的图像提供方法.首先对动态红外场景的仿真过程、实现方法进行了论述.介绍并分析了几个典型的仿真模型,展望了未来的发展趋势,并给出了红外场景仿真的部分实验结果,最后对今后的研究提出了几点看法.     

红外场景测角系统

在半实物仿真系统中,对红外仿真场景进行标校是保证仿真试验精度的一条技术途径,红外场景中目标角位置精度是一项关键指标,红外测角系统是安装在导引头处,用来测量目标角位置的设备。描述了自行研制的红外场景测角系统的开发过程,包括系统的工作原理和组成,红外光学镜头参数的确定方法;在计算机处理软件开发中主要对热像仪图像显示方式、采用RS232串口通信的远程控制方式和红外场景的角位置测量模型的建立及程序实现方法做了描述,并概述了下一步工作。     

数字微镜器件动态红外景象投影技术

动态红外景象投影技术是硬件闭环仿真(HWIL)和成像系统测试及评估的关键技术,随着数字微镜器件的研制成功,应用动态红外景象技术已备受关注。描述了动态红外景象投影技术在仿真和红外成像系统测试中的应用,具体介绍了数字微镜器件的工作原理,讨论了动态红外景象投影系统的关键技术和国内外研究现状。     

DMD衍射特性及其在红外场景仿真中的应用

为了提高基于数字微镜器件(DMD)的红外场景仿真系统输出图像对比度,分析了DMD的结构及工作原理,利用其类似闪耀光栅的结构特点,建立仿真模型.利用傅里叶光学分析其衍射特性,并用MATLAB进行仿真.当单色平行光入射,通过改变输入光波波长,分析衍射光强分布变化,得出入射光波波长与微镜片越相近,衍射效果越显著;通过改变入射角,分析衍射光强变化,得出在一定范围内改变入射角,衍射光强发生偏移,对输出图像影响发生变化.在红外场景仿真系统中,可以通过改变光源入射角提高输出图像的的对比度.     

深空双波段红外动态场景仿真与目标分析

为了提高深空中红外探测器探测波段选择的效率以及反映目标真实的在轨状态,文中研究了空间目标动态红外图像的生成技术以及双波段红外图像的仿真。结合从STK获得的空间目标的运行轨迹和姿态数据以及从3DS MAX获得的目标模型数据提出了一种进行空间目标红外成像仿真的方法。首先分析了深空背景中目标的红外辐射特性以及目标在中波和长波两个波段中的辐射特性,为探测器波段参数的选择提供了依据;然后介绍了用节点网络法求解热平衡方程的方法并且简化了求解过程,提高了效率;最后阐述了空间目标红外成像系统的理论模型,实现了空间目标的红外可视化建模与仿真。仿真图像对新型系统的研制和红外图像处理算法的研究有重要的意义。     

基于DMD的红外场景仿真系统投影光路消热差设计

基于DMD的红外场景仿真系统投影光路是仿真系统的关键组成部分。设计了一种准直投影光学系统,利用不同材料热性能互补的无热化光学设计方法,得到系统的初始结构,将某一面设计为二元面,降低了系统像差,提高了光学传递性能,达到系统的消热差设计。投影光路采用折射式结构,工作在8～12 m长波红外波段,焦距为113 mm,半视场角为4.5,F数为1.3。利用ZEMAX软件对光学系统进行了优化,满足了仿真系统的使用要求。     

基于DMD的红外场景仿真系统光学引擎设计

针对DMD(Digital Micromirror Device)器件是针对可见光波段设计,直接用于红外波段会遇到问题,提出了一种远心投影光学引擎架构,包括投影光学系统和照明光学系统.该光学引擎采用柯勒远心照明架构,并引入一片场镜来分离投影和照明光束.这种光学引擎结构紧凑、照明均匀、光能利用率高.     

建筑物目标三维红外场景仿真

提出了建筑物目标三维红外场景仿真方法。首先分析了三维场景模型的生成方法,采用软件绘制的方法获取三维场景,并将其加载至OpenGL环境中进一步处理;然后分析了三维红外场景的生成方法,对辐射源进行三维模拟,建立红外成像模型,得到目标表面红外辐射特性;最后模拟红外热像仪生成目标三维红外场景,给出了仿真结果和温度对比曲线。实验结果表明,仿真图像真实地反映了建筑物目标的红外辐射特性,各部分温度与实测温度变化规律基本一致。本文所述仿真方法切实可行,达到了场景仿真的效果。     

宽波段DMD动态红外景象仿真器投影光学系统设计

宽波段红外景象仿真器可用于内场评价和验证中波/长波红外双波段成像仪。详细介绍了基于数字微镜器件(DMD)的动态红外景象仿真器的组成和工作原理。重点介绍了覆盖中波和长波红外的宽波段红外投影光学系统的指标要求、设计思想和设计结果。基于离轴三反射镜系统设计的系统,具有无色差、适用波段宽、相对孔径大、结构较紧凑、成像质量好等优点。根据待测设备要求,设计了一款口径100、相对孔径F/2.84、全面视场角4.4°、成像质量接近于衍射极限的宽波段投影光学系统。     

动态红外景像投影中的辐射度与噪声分析

针对半实物仿真中(HWIL)动态红外景像投影仪的设计,详细介绍了红外景像投影仪设计中辐射度与噪声方面的一些问题,具体关注了有效黑体温度的计算和影响有效黑体温度的因素,分析了投影仪阵列中处于关闭状态的像元的辐射度,描述了设计过程中不同种类投影仪可能出现的时间与空间噪声。