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。     

检测前跟踪应用中的传感器观测数据仿真研究

检测前跟踪是低信噪比环境下目标检测与跟踪的有效方法,应用时通常基于未作门限处理的传感器原始观测数据,而非经典跟踪中的点迹.鉴于当前还没有系统的用于检测前跟踪的传感器仿真建模研究工作,针对实际应用中常见的雷达、声纳和红外三类传感器,建立检测前跟踪处理模型,并仿真产生了各类传感器在单、多目标场景下的原始观测数据.仿真试验表明,传感器模型仿真逼真度较高,为其它种类传感器的观测数据仿真提供了参考,也为检测前跟踪算法的研究提供了便利.     

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.     

基于信号注入仿真的红外成像导引算法评估系统

在红外成像导引算法性能评估中,信号注入式仿真不用将真实导引头引入闭合回路。计算机成像系统模拟战场环境,产生包含目标、背景和干扰的红外图像源,通过视频输出接口注入到图像处理器,图像处理器按照成像导引头的工作方式,对目标进行捕获跟踪。以反舰导弹为仿真对象,介绍了系统的构成,阐述了以提取天水线为准则的图像分割算法和模糊综合评判目标识别算法,分析了形心和相关两种跟踪算法的适用场合和工作过程,最后给出了评估准则。     

红外传感器自身效应仿真研究

在实验室里采用硬件闭环方式测试和评估红外导引头信息处理机需要实时、高逼真度的红外光电仿真技术。为了在硬件闭环仿真中更真实有效的评估导引头信息处理机算法的性能，必须在硬件闭环仿真中增加红外传感器效应自身仿真的环节。通过对红外传感器自身效应的仿真方法和需要实现的关键功能进行分析，确定了仿真功能流程。充分考虑到多种处理要求，设计了一种基于FPGA＋DSP的硬件实现方式。最后通过实验结果验证了设计方法的有效性。     

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。     

空空导弹红外成像导引头建模与仿真

红外成像导引头仿真平台是分析导引头性能的重要手段,通过分析红外成像导引头仿真系统的设计要求,建立了仿真系统的总体结构,主要包括红外图像合成系统、成像探测系统、图像处理系统和平台伺服控制系统,并描述了各子系统的功能、组成、模型原理和工作过程。它们模拟了导引头接收目标红外辐射、从背景和干扰中检测识别目标并进行跟踪的过程。给出了系统的实现途径和攻击仿真实例,验证了系统的有效性,表明系统可用于改进导引头的性能设计。     

仿真逼真度对配送中心作业效率评估的影响

仿真逼真度对配送中心规划方案效率评估有着显著影响.构建了虚拟物理模型、输入数据建模和作业流程建模三维度逼真度层次划分框架,给出仿真代价和仿真效用分析框架,探讨了不同逼真度对仿真代价和仿真效用的影响评价方法,并以某图书配送中心两个作业模块为实例,分别建立了多组三维度不同逼真度组合的仿真模型进行分析评价,最后总结了仿真逼真度对效率评估影响的基本特征和仿真实施前事先确定仿真逼真度的一般方法.     

空空导弹红外成像制导系统仿真研究

围绕着红外成像空空导弹制导跟踪算法研究和评估的需要,提出了一种红外成像制导系统仿真实现的方法.方法采用空气动力学开源软件FlightGear和计算机图形学的函数库,在仿真中采用目标和导弹的六自由度模型,提供了必要的目标和导弹的动力学特性以及目标红外辐射特性.仿真系统中每个模块都可以根据自己的研究需要加载不同的算法,而且对不同的导引头设置起来很简单,有效保证导弹制导系统制导和跟踪算法的研究和调试需要.目前该系统已在某型红外成像空空导弹的制导系统跟踪算法研究中获得应用,并取得了很好的效果.     

交互式飞行视景仿真系统的设计与实现

基于六自由度运动模型,提出了Vega环境中飞行运动的数学表示及其C 语言描述方法,构建了通用的基于C /Vega的交互式飞行视景仿真系统的驱动程序流程和模块化功能结构,并基于MFC构架利用Vega的实时仿真驱动开发了交互式的实时飞行视景仿真系统。该系统可与控制主机、光电跟踪设备一起形成控制闭环,模拟飞机对运动目标的跟踪过程,并将相应的飞行参数以仪表的显示方式输出,辅助用户测试和评估光电跟踪设备的性能。     

基于多传感器数据融合的机动目标跟踪自适应学习方法

考虑到传感器对目标的观测都存在有偏差，同时针对雷达系统检测中存在漏检的现象，提出了一种适用于处理传感器漏检现象的多传感器融合方法。并以雷达／红外成像复合的双模制导体系下红外和雷达两种传感器对目标状态的检测和跟踪为例，给出一个完整的多传感器数据融合和目标跟踪自适应方法。该方法简单易行，鲁棒性强，通过对红外成像和雷达系统的数据融合和目标跟踪的数字仿真，表明该方法有效。另外，该方法同样适用于多于两个多传感器系统。     

用于人机交互的交流式电磁跟踪系统的研究

虚拟现实系统和计算机仿真系统中广泛采用电磁跟踪系统测量用户的头部或手部的位置和姿态来实现人机交互。本文分析了目前已有的直流式电磁跟踪系统的不足，提出了一种采用交流信号作激励源的交流式电磁跟踪系统，研究了该系统的结构，推导了用于提取传感器接收信号的递推数字互相关算法，讨论了算法参数与算法性能的关系。仿真实验证明了算法的有效性及理论分析的正确性。本文的研究成果为实际的交流式电磁跟踪系统的设计提供了理论依据。     

航天器试验测控仿真系统的研究与应用

航天器飞行试验的跟踪测量与控制系统,是典型的复杂大系统。在总结多年测控总体研究经验的基础上,采用先进的计算机仿真技术,我们研制了测控仿真系统TCSS,以解决测控系统总体工作的迫切需要。TCSS是一体化的多机分布式仿真系统,它以VAX机为主机,在多台微机的配合下,可以完成包括测控系统的建模、实验、分析和结果报告等在内的仿真全过程。本文对此系统的基本结构、软件、功能特点和用途等作了介绍,也例示了其应用。     

基于多尺度信息综合的快速地图匹配算法研究

针对航片数字地图与实时图像的景象匹配实时性问题 ,提出了一种快速地图匹配方法———基于多尺度信息综合的数字地图匹配算法。该算法采用了多尺度分析与综合的思想 ,通过实时图像和参考图像在多尺度信息下的综合变换以及在同一尺度下的比较、综合 ,并结合一般常规图像匹配算法中的粗匹配和精匹配方法 ,实现了真实匹配位置的快速逼近 ,有效地提高了图像匹配的速度。通过PC机软件模拟仿真 ,该算法在匹配精度和匹配速度上都达到了较满意的效果。     

航天发射可视化仿真分析技术与应用研究

航天发射领域开展了大量的数字化设计验证、数字化合练与模拟训练、箭地联合仿真评估等数字化实验工作,都涉及航天发射信息可视化的问题。利用虚拟现实技术、系统仿真技术、数据可视化技术等,按照多线程、多模块架构设计思想,以及消息队列系统交互模式,构建了集数据管理、场景管理、计算管理和脚本管理功能于一体的航天发射可视化仿真分析技术平台,并开展了多星危险性、特种操作测发工艺、整流罩开孔和测试发射流程状态可视化仿真分析应用案例研究。     

一种基于光纤网络实时飞行仿真系统

提出了一种基于广播内存光纤网的分布式无人机实时飞行仿真系统,通过对系统数据交换网络和功能节点的设计克服了一般的网络环境中存在通信延迟和有限带宽等缺点,使系统实时性和扩展能力都得到保证。系统按照节点功能分为无人机动力学、运动学特性仿真,传感器的仿真,实时仿真飞行数据、飞行轨迹、三维视景显示与数据记录和遥控/遥测与地面检测等部分。半物理实时飞行试验结果表明系统设计正确,满足新型无人飞行器飞行控制系统的内、外回路动态控制功能和性能测试与验证要求。     

激光导引头半实物仿真系统的设计与研制

以某激光导引兵器为背景,研究了将激光导引头实物接入回路的半实物仿真系统的方案、设计与研制。构造了一个激光制导兵器在接近真实飞行环境下,对目标进行瞄准、跟踪和实施攻击的仿真系统。本系统可对该激光制导兵器进行全数字仿真或半实物仿真研究,检测激光导引头接收目标信息、分辨目标、跟踪目标和抗干扰工作能力等。该系统已成功的运用于某型激光制导武器导引头的半实物仿真。     

基于MATLAB的卫星姿态控制半物理实时仿真平台

介绍了利用MATLAB的实时工具箱RTW和xPC Target，建立包括一台宿主机和两台目标机的卫星姿态控制系统半物理实时仿真平台的方法。系统仿真结果表明实时仿真结果与数学仿真结果基本一致，仿真系统实时性符合要求。该平台不但适用于系统的全数字实时仿真，扩展相应的硬件后还可用于卫星姿态控制系统的半物理实时仿真。     

基于运动跟踪和交互仿真的工作设计

为了在设计阶段早期就可以考虑工作任务、工作空间以及人与系统的匹配问题,运用多相机成像和图像处理技术实现了一套人体运动跟踪系统。运用该系统可以获取虚拟工作空间中实际工作者的动作信息,通过实时的人机交互仿真实现工作者与虚拟对象的自然交互,通过仿真对工作设计进行评价,评价内容包括工作空间可及性、工作任务可完成性、完成绩效以及满意度等。所构建的原型系统已经用于多种工作动作的跟踪、仿真和评价。     

基于算法融合的红外成像目标稳健跟踪方法

针对复杂背景下的红外图像机动目标跟踪问题,在对现有的多种红外成像目标跟踪算法进行分析与比较的基础上,提出了一种基于算法融合的红外成像目标稳健跟踪方法。该方法在对各跟踪器输出的目标位置测量值序列采用基于“当前”统计模型的模糊交互多模方法进行处理的基础上,采用基于总均方误差最小规则的自适应加权融合方法对目标状态的多个滤波与预测值进行综合处理,较大程度上提高了系统的跟踪精度与稳定性。仿真结果显示了该方法的有效性与稳健性。