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.     

红外成像制导半实物仿真系统研究

红外图像的生成是红外成像制导半实物仿真试验中的一个关键技术.设计了一个红外成像制导半实物仿真系统,利用Multigen Creator建立目标和背景的三维模型,利用Vega中基于大气传输模型的SensorVision模块建立目标与背景的红外模型,生成目标及场景的红外图像.并将该红外图像应用于实际的某红外成像半实物仿真试验系统中,试验效果良好,达到预期目标.     

红外成像制导空间飞行器系统仿真技术研究

本文简述了红外成像导引头工作原理并进行了仿真原理分析，指出直接发射式生成器辐射参数变化范围主要取决于微元的温度变化范围，而调制式系统辐射参数变化范围一方面取决于光源的性能，另一方面取决于调制系统的透过率。本文还说明了高分辨率、高帧频、温度动态范围大的红外场景实现是红外成像制导仿真的关键。文章论述了红外成像制导半实物仿真系统的组成与各分系统功能，并对其中主要的技术指标进行了论证。文章还论述了在工程中可行实现的光学子系统的原理结构，对不同的图像生成器件的应用前景做了评估。     

环境影响下成像制导导弹半实物仿真技术研究

研究成像制导导弹半实物仿真系统结构,以及在半实物仿真中体现大气环境的影响.采用SIMULINK建立了导弹动力学模型,并考虑模型与大气环境的交互,利用MATLAB/RTW生成可运行于VxWorks实时操作系统上的代码.设计了基于VxWorks实时操作系统与BerkeleyDB实时数据库的大气环境数据库,为导弹动力学模型的实时解算提供大气环境数据服务.利用MODTRAN开发了大气透过率与程辐射数据库,并对大气辐射传输对传感器成像的影响进行建模.仿真结果表明,该系统在满足实时性的同时,体现了大气环境对成像制导导弹的影响.     

基于电阻阵的红外图像实时生成和显示系统

对基于MOS电阻阵列红外图像转换器的红外图像实时生成和显示系统的实现进行了重点论述。根据红外图像仿真原理对典型目标建模,并利用openGL和开发的图像转换等软件,完成目标动态图像数据序列的计算机生成;论述了基于128×128电阻阵列的红外图像数据处理与驱动控制技术,实现了目标动态红外亮度图像向目标动态灰度图像的转换,并利用驱动控制系统以200Hz的帧频速度驱动MOS电阻阵实时生成目标动态红外图像。该系统已在红外成像目标仿真中得到应用。     

基于SINS/GPS/DVL组合导航的AUV半实物仿真系统设计

基于导航与控制一体化系统和实时网络技术,设计了一种新的采用惯导、多普勒、GPS组合导航方式的半实物仿真系统,解决了半实物仿真数据传输的实时性问题和时间协调同步问题,进行了控制系统的半实物仿真试验.试验结果表明,所设计的半实物仿真系统导航、控制算法正确,计算精度和解算时延达到系统要求.     

红外空空导弹制导控制系统动态测试技术研究

提出了一种先进的红外空空导弹制导控制系统动态测试系统的组成、工作原理及测试方法,对于导弹动态测试过程中所采用的实时分布式仿真技术、SBS高速光纤反射内存技术以及仿真软件设计技术等关键技术内容进行了剖析,对于动态测试技术所能达到的导弹控制部件实物/数字实时半实物多重组合动态仿真技术进行了阐述。系统使用情况表明,该测试环境及动态测试技术可以明显提高导弹制导控制系统的研制手段及测试水平。     

工程机械虚拟训练动态地形仿真

针对工程机械虚拟训练系统中场景建模问题,提出了用于工程机械土方作业仿真的动态地形高度场实时变化仿真方法和基于样图合成的动态子纹理生成算法.运行结果具有较好的沉浸感和实时性,证明本方法较好地解决了工程机械土方作业仿真中动态地形仿真这一关键问题,具有一定应用价值.     

先进的制导仿真实验室

先进制导仿真实验室(AGSL)是用于导弹闭合回路半实物(HWIL)仿真的现代化设施。它包括一个五轴飞行运动模拟器(FHS),一个计算机图象生成系统(CIG)和一个红外场景投影机(IRSP)。由于电子联合公司(EAI)的Simftar计算机和先进制导仿真实验室的结合,使得马丁-马里埃塔电子,信息和导弹系统公司能够提供实时的半实物仿真和人在回路(MIL)的仿真,以便进行武器和火控系统的设计,分析和试验。先进制导仿真实验室和技术计算中心(TCC)的仿真测试实验室(STL)之间通过一条光纤线路连接。通过这条线路可以在这个远程实验室中使用PT-2000和其它先进制导仿真实验室的设备进行人在回路和半实物仿真的研究。     

测量船校飞试验的视景仿真系统实现

大面积真实地形场景的生成、管理与实时显示是军事视景仿真系统开发的难点问题.给出了一种基于SRTM的GeoTIFF数据生成DEM规则格网数据的方法;应用DEM数据构建地形场景时,针对飞行仿真的特点,应用了场景空间分割和细节层次模型技术,保证了绘制的实时性以及良好的显示效果.同时通过对地形数据的分块组织,系统易于扩展.     

大面积真实地形场景库的生成与实时显示技术

大面积真实场景库的生成与实时显示是军事仿真视景系统开发的难点问题。作者研究了解决此问题的关键技术,包括LOD、虚拟纹理、纹理映射、页面动态调度策略和大地形数据库管理;提出了应用上述技术的解决方案,利用CreatorTerrainStudio工具建模,生成逼真的大面积地形,采用VegaPrime及其LADBM模块绘制真实场景,保证了驱动实时性,并达到了良好的仿真效果。     

GPU结合OGRE技术在红外场景仿真中的应用研究

针对红外场景仿真实际的需求,在梳理OGRE三维渲染引擎以及图像处理器GPU技术特点的基础上,对GPU结合OGRE技术实现红外场景仿真的可能性做了全面的技术分析,并详细介绍了三维场景建模、场景数据组织形式、数据格式选择、红外场景仿真实时性的解决办法等四个实际应用的技术要点.最后通过实拍图和仿真生成图的比对,证明该方法的有效性.     

虚拟座舱实时视景仿真系统的设计与实现

本文首先阐述了虚拟现实技术在虚拟座舱视景仿真领域的应用，并通过三维可视数据库对物体及地形场景进行了建模，然后利用实时开发应用程序对场景动画进行驱动，最后实现了虚拟座舱的实时视景仿真系统。该系统可以完全满足虚拟座舱实时性的要求，为研究座舱仿真系统的视景实时生成问题提出了新的解决方案。     

细节层次技术在场景建模中的应用

军机作战仿真视景环境涉及大区域地景的建模优化,细节层次(LevelofDetail)技术是一种有效解决显示实时性与逼真度的方法。论述了LOD技术的主要特点和典型算法,结合某型军机仿真系统的建模过程,总结并提出一种综合使用LOD技术进行优化建模的方法,为大区域虚拟战场场景生成与管理提出了开发经验。     

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。     

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。     

基于数字海洋环境的视景仿真系统研究

对海洋地理信息的三维可视化技术进行了深入研究。以MultiGen Creator和Veea为三维视景开发平台研究了三维模型的重建问题和海洋环境的生成技术，主要包括海洋信息的提取和实物建模，利用大规模数据库管理技术实现场景的区域化管理，采用星际模型和粒子技术模拟自然环境等。最后论文将生成的数字海洋环境嵌入潜艇航行训练模拟器的三维视景仿真系统中，根据潜艇当前的位置和姿态实时更新场景数据，为训练人员提供更加逼真的训练环境。仿真结果表明，该视景系统能满足模拟器的实时性和逼真性要求。     

基于虚拟现实环境的飞机显控系统软件仿真

出于三维化仿真飞机显控系统的需要,提出了一种基于虚拟现实环境的软件仿真方案。仿真软件通过采用虚拟面板创建显控系统的主要人机界面,利用Vega Prime虚拟现实开发环境和OpenGL动态纹理技术生成平显视场内的三维场景和动态画面,并运用多线程技术提高软件的实时性。仿真结果表明,该方案可以实现预定的功能,亦符合实时性要求。     

基于地物提取场景建模的热红外遥感成像仿真

热红外遥感成像仿真针对现有的方法地表场景建模工作量大,难以用于仿真大场景、复杂地表覆盖条件下的热红外遥感成像,采用对地面场景可见光或高光谱图像进行地物提取并红外建模的方法,来获得其热红外仿真,在此基础上建立大气作用仿真及传感器系统仿真,得到机载热红外遥感成像仿真系统,提供了一种高效实用的复杂地面场景热红外遥感成像仿真方法,可实现对多信源数据的仿真补充。     

SINS/GPS组合导航半实物仿真系统设计

SINS/GPS组合导航具有精度高、抗干扰性好等优点,被广泛应用于各个领域,通常采用半实物仿真的方法检测其性能。针对由于仿真系统参试设备多、设备接口复杂、数据传输量大而导致的仿真实时性难以保证的问题,提出了一种基于光纤网络的半实物仿真方法,利用光纤网络虚拟共享内存的特点,对系统的各设备进行统一管理,保障了系统的实时性。系统的仿真应用和试验结果表明,半实物仿真系统设计合理,具有良好的人机交互能力、数据处理能力和异常状态处理能力。该仿真系统具有良好的通用性和可扩展性,具有一定的推广使用价值。