地面坦克目标红外热成像物理模型研究

根据红外成像的基本流程，研究并建立了地面坦克的红外物理模型。针对复杂场景分别对目标和背景部分建模、求取温度场分布，同时考虑目标和背景之间的相互作用得到完整的场景红外理论模型；考虑红外辐射的大气吸收，建立了大气衰减模型；模拟红外传感器的工作特性建立成像综合响应模型。最后给出了地面坦克目标热成像系统的仿真流程，利用该系统可以在试验环境下进行目标的红外仿真，为红外系统以及武器的研制提供经济快捷的手段。     

高逼真度红外复杂场景动态实时生成技术研究

红外场景动态实时生成技术是红外成像半实物仿真系统中的一项关键技术,在外部渲染方法基础上,从保证半实物仿真系统的实时性出发,提出了一种不影响红外图像逼真度的红外复杂场景动态实时生成技术来突破仿真模型的逼真度与实时生成相互制约的瓶颈问题,以满足系统的实时性要求。该项技术可直接应用各类红外成像仿真系统中,具有较为重要的应用价值。     

星载SAR海面顺轨干涉仿真研究

星载SAR海面顺轨干涉(ATI)仿真对理解海面ATI成像机制、指导海洋遥感SAR系统设计具有重要意义.在基于时序的星裁SAR海面场景回波生成基础上,对海面ATI展开仿真研究,内容包括顺轨编队设计、海面建模、海面电磁散射建模、动态场景回波生成、SAR成像和AtI数据处理,给出单色波和分形海面仿真实例,ATI处理结果表明该星载SAR海面顺轨干涉仿真思路有效.     

光线跟踪方法实现红外视景成像仿真系统

简要介绍了红外场景仿真工作中所设计和开发的,用于固定几何形状场景的红外成像仿真系统的基本结构,各个模块的基本功能以及它们之间的相互关系。针对红外成像仿真中与可见光成像的不同的地方作了详细的介绍和分析,展示了仿真的结果并分析了红外成像仿真在红外图像分析和算法研究上所能起到的重要作用。将传统的光线跟踪方法应用到红外成像仿真中,针对红外成像的特性,实现了相应的红外成像渲染器。从渲染结果上看,光线跟踪方法是生成强真实感的红外图像,实现红外成像仿真的一种有效方法。     

运动目标双基地ISAR成像建模与仿真

运动目标的双基地逆合成孔径雷达(ISAR:Inverse synthetic aperture radar)成像技术对复杂电磁环境下的目标探测与识别具有重要的意义.研究了利用电磁计算和暗室测量数据对运动目标双基地ISAR成像系统的建模与仿真方法,并对其成像方法和分辨能力进行了详细分析.仿真场景下的实验结果验证了该方法的有效性.     

快鸟数据在光学遥感器成像仿真中的应用

针对早期光学遥感成像模拟软件基于地面图像或机载航空图像的情况,提出针对高分辨率快鸟图像进行航天光学遥感器成像仿真的方法。基于高分辨率快鸟图像,采用ISODATA法进行非监督分类,得到土地分类专题图,通过地物光谱数据库进行反射率转换,从而获得地面反射率图像;利用大气辐射传输软件MODTRAN对其进行大气修正,结合卫星遥感器辐射定标系数,最终得到卫星遥感器输出图像。通过系统仿真结果表明,利用快鸟进行光学遥感器成像仿真为伪装效果检验提供一种有效的手段。     

基于航空图像的航天光学遥感器成像的仿真

针对早期光学遥感成像模拟软件基于地面图像的情况,提出针对机载航空图像进行航天光学遥感器成像仿真的方法。以在一定高度下机载航空图像为基础,利用经验线性法进行反射率反演,借助于大气辐射传输软件MODTRAN对地面反射率图像进行大气修正,结合航天光学遥感器定标系数得到了灰度值图像。实际应用表明,利用机载光学遥感器对研究区域进行光学成像,通过系统仿真得到航天遥感图像,从而为目标识别、伪装效果检验等提供了有效的手段。     

基于压缩感知理论的稀疏遥感成像系统设计

高分辨率的应用需求使得传统的遥感成像系统面临高速率采样、海量数据存储等难以突破的瓶颈问题。基于压缩感知理论设计的雷达和光学稀疏遥感成像系统,突破了Shannon-Nyquist定理的限制,以较少的测量数据实现了同等甚至更高质量的信号重构。首先,根据被测目标和场景的不同特性,分别设计了稀疏表示矩阵;其次,根据互相关最小化原则,选择了与稀疏表示矩阵相适应的最优感知矩阵;最后,研究了适用于二维成像大规模数据的稀疏重构算法。专业电磁散射仿真软件生成的雷达观测数据和复杂场景光学图像的数值仿真,验证了本文设计的稀疏遥感成像系统原理上的可行性。     

基于DMD的动态红外场景仿真器设计与测试

红外场景仿真器是红外制导武器半实物仿真系统中的关键设备.以某型号对地导弹导引头半实物仿真系统为应用对象,以微反射镜阵列(DMD)为实现方式,采用Vega软件及其SensorVision模块为开发工具,开发完成了基于DMD的红外场景仿真器系统.对成像制导仿真系统结构、场景生成器、视景软件分别进行了研究和设计.并对场景产生器进行了测试评估,包括分辨力、对比度、不均匀性、几何失真和最小可分辨温度等指标.该仿真器系统目前已经在某型红外成像导引头半实物仿真测试系统中获得应用,逼真度高,取得了理想的应用效果.     

星载分布式InSAR系统仿真研究

仿真是进行星载分布式干涉合成孔径雷达(InSAR)研究的重要方式。仿真方法是利用小面单元模型进行地面场景建模,然后根据系统几何模型和信号模型仿真回波信号,成像处理后,两幅单视复图像进行相干处理得到干涉相位图。在仿真中,需要讨论系统统计特性的表示方法,小面单元尺寸的取法及基线去相干性的实现方法等问题。最后实现了计算机仿真。     

复杂场景散射中心模型化与雷达成像应用

在复杂场景中, 目标与环境之间的耦合散射会造成雷达图像特征的干扰, 这一问题给雷达目标自动识别与跟踪技术带来了困难, 成为雷达、电磁领域持续关注的热点研究问题。目前, 使用传统的电磁数值计算方法对复杂场景散射问题进行仿真, 所需计算资源巨大, 耗时很长, 而且多限于针对单一类型复合目标, 难以满足实际工程应用需求。针对此问题,提出了复杂场景散射中心模型化的方法, 集成散射中心模型、物理光学法、积分方程法、四路径模型、射线追踪等方法为一体, 实现了复杂场景、群目标雷达成像快速仿真。本文给出了三种有代表性的复杂场景的逆合成孔径雷达成像仿真结果, 验证了本文方法的可行性及泛用性。     

多视图像的三维重建并行计算仿真平台

针对基于视频图像的三维重建所需设备复杂和计算量大的问题,提出基于CUDA的可视外壳并行计算仿真实验平台。用三维图形绘制管线中的视点模拟真实相机,应用相机参数将各图像中物体轮廓坐标统一转换到世界坐标系,利用CUDA并行计算可视外壳。在此平台上将基于体素的可视外壳生成算法转化为CUDA线程块并行计算,仿真实验表明加速效果明显。     

基于HLA/RTI的联合仿真建模技术框架

针对复杂系统仿真建模中存在的分布式交互、协同性及动态性等问题,分别着重研究了HLA/RTI、人工生命MAS、DEVS等仿真建模技术及其相互间的联合策略,在HLA/RTI高层软件体系框架下,以人工生命MAS为系统基本单元建模,以DEVS为系统基础环境建模,并在此基础上,提出了一种联合仿真建模技术框架,给出了在军事后勤保障仿真建模中的应用实例.     

基于仿真模型的鲁棒协同优化方法研究

复杂产品往往由多个子系统通过复杂的耦合方式组成.针对复杂产品的多学科鲁棒设计优化技术已得到广泛应用.为了使用仿真模型进行多学科鲁棒设计优化,提出了SUA-RCO和DRS-RCO两种方法.在SUA-RCO方法中,仿真模型首先被拟合为近似的数学模型,然后利用近似数学模型进行RCO计算.系统的不确定性由SUA方法进行计算.为了解决大参数方差问题,DRS-RCO方法将仿真模型近似拟合为双响应面形式,分别使用两个响应面来拟合均值和方差.然后,进行协同优化计算.     

红外干扰特征建模及其仿真装置

红外干扰特征建模及其仿真装置是评估红外制导导弹抗干扰性能的重要手段,它要求真实地再现红外干扰的物理特征和运动特征,并要求能同时实现红外目标和红外干扰仿真。本文主要描述红外干扰特征建模的方法及其仿真装置。     

面向复杂仿真元建模的序贯近邻探索实验设计方法

复杂仿真影响因素多, 影响关系非线性, 需要高效的元建模方法。元模型的建立不仅取决于所选定的元模型数学结构, 还取决于仿真训练数据的充分性。数据充分性直接影响到仿真实验空间的设计与实验运行的计算复杂度, 需要通过针对性的仿真实验设计方法来应对维数爆炸困境。序贯实验设计方法可以有效提高设计的效率, 但传统上的序贯方法依赖于人工干预和关于目标系统的先验知识, 不易自动化开展。因此，提出一种支持仿真元建模的序贯近邻探索实验设计方法, 该方法综合运用梯度采样与随机近邻探索技术, 在产生尽可能少的实验点的同时, 能够自动提取关于实验对象的信息, 有效提高复杂仿真元建模的实验效率。案例部分将所提方法与拉丁超立方抽样、传统序贯采样两种方法进行了对比, 验证了所提方法的有效性。     

基于软件协作的多级液压缸起竖系统建模与仿真研究

提出了基于软件协作技术的多级液压缸起竖系统的建模与仿真方法。运用ADAMS软件建立了考虑碰撞的起竖系统多刚体动力学可视化虚拟样机模型,探讨了基于Simulink的多级液压缸仿真模型的建立方法,给出了起竖液压系统的AMESim仿真模型,分析了机械、液压系统的参数关联关系,讨论了基于接口的多领域软件协作仿真方法,实现了多级液压缸起竖的全过程仿真,为多级液压缸系统的仿真研究提供一个新的可靠的技术途径。     

基于可编程GPU的红外场景仿真实现

针对以前红外仿真方法细节差、实时性不高等技术难点,提出了一种新的红外物理模型实现方法。该方法将物理信息与物体的几何模型顶点绑定,提高了对红外场景的描述细节。该方法对物理模型的计算在CPU与GPU之间进行了分配,充分利用了可编程GPU的强大运算能力,有效提高了红外场景生成的实时性。讨论了几种典型探测器效应的添加方法。使用仿真图像来说明所提出方法的有效性,同时分析了该方法的优缺点。     

海面物体热像模拟的通用物理模型研究

在通用的海面物体三维几何构型的描述以及准均匀网格生成方法的基础上，改进了原有的海面物体热像模拟物理模型，建立了通用的海面物体热像模拟物理模型，并进行了计算机实现，计算结果表明该通用物理模型涵盖了原有的物理模型，并使有些计算结果的精度得到了提高，还可进一步扩展后应用到其它环境下物体的红外辐射场的模拟。     

基于响应面和NSGA-II的AGV系统多目标优化配置

AGV（automated guided vehicle）系统对于制造系统的生产柔性和生产效率具有重要作用,由于AGV系统具有许多的变量且有动态性、随机性特点,其优化配置比较复杂。提出了一种将系统仿真、数学解析和多目标优化相结合的方法,对AGV系统进行了优化配置;运用离散事件仿真模拟AGV系统运行,利用敏感性分析分离设计变量,采用析因试验和响应面方法拟合多目标优化数学模型,基于非支配解排序多目标遗传算法求解多目标优化解。通过AGV系统实例,证明了该方法的有效性,可为制造系统和物流仓储领域中AGV系统的优化配置提供一种有效的系统性分析方法。