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《中国科学院大学(中国科学院上海技术物理研究所)》 2017年
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空间目标红外成像建模与仿真

王霄  
【摘要】:红外成像仿真技术是基于计算机仿真的红外成像系统的内场测试技术,在一定程度上弥补了外场测试中耗费大量人力、物力和财力的不足,对于红外成像系统研制周期的缩短、图像处理算法的研究以及复杂条件下红外图像的获取起到了重要的作用。目前空间目标场景的仿真多研究目标本身的辐射,而忽略了目标对太阳和深空背景的反射辐射,并且对双波段的目标仿真研究也较少,大多用在目标识别方面。为此,本文在总结了现有的红外场景仿真方法的基础上,结合深空背景中空间目标的红外辐射理论以及计算机图形学的技术,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仿真。本文对深空背景中的空间目标建模与仿真技术进行了深入的探讨,主要完成了以下几个部分的工作:(1)从STK中导出空间目标在特定时间段的轨道数据和姿态数据,用以计算目标在轨道中的位置以及受照角系数,基于节点网络法和热平衡理论,构建目标表面节点的热平衡方程,从而计算空间目标表面的温度分布。(2)根据计算机图形学的理论进行一系列坐标变换,结合目标的红外辐射模型,渲染输出目标的红外图像,实现了Open GL渲染引擎的主要功能。(3)建立了深空中探测器的效应模型,考虑了诸多因素,包括相机光学系统的口径、光学透过率等效应,最终生成了目标的灰度图像,直接反映了探测器光敏元上的能量分布。本文比较完整的实现了空间目标红外场景仿真的过程,为进一步的图像处理和融合技术创造了条件。
【学位授予单位】:中国科学院大学(中国科学院上海技术物理研究所)
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TP391.41

【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 王盈;黄建明;魏祥泉;;空间目标在轨红外成像仿真[J];红外与激光工程;2015年09期
2 王彪;童中翔;王超哲;马榜;;飞机的红外图像仿真[J];激光与红外;2015年08期
3 汤泽滢;黄贤锋;蔡宗宝;;国外天基空间目标监视系统发展现状与启示[J];航天电子对抗;2015年02期
4 韩强;白廷柱;胡海鹤;郑海晶;;基于回归分析的地表温度经验模型研究[J];红外技术;2014年02期
5 韩玉阁;成志铎;任登凤;宣益民;;装甲车辆与地面背景的热交互作用及红外仿真[J];红外与激光工程;2013年01期
6 曾一凡;刘建平;王元斌;王鹏;田金文;;海天背景下三维目标红外成像仿真方法研究[J];计算机与数字工程;2012年09期
7 孙成明;袁艳;黄锋振;王潜;;空间目标红外成像特性建模与仿真[J];红外与激光工程;2012年03期
8 李阳;张志勇;张路;卢焕章;;红外探测器成像仿真[J];系统仿真学报;2010年11期
9 卢建;辛玉林;陈曾平;;飞机目标红外成像建模与仿真[J];电子测量技术;2010年07期
10 郭明;王学伟;;空间目标/星空背景红外建模与仿真[J];红外与激光工程;2010年03期
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 江照意;典型目标场景的红外成像仿真研究[D];浙江大学;2007年
2 王章野;地面目标的红外成像仿真及多光谱成像真实感融合研究[D];浙江大学;2002年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 艾敏;海洋场景的红外成像仿真与实现[D];西安电子科技大学;2014年
2 黄浩;双波段红外成像目标检测与识别方法研究[D];国防科学技术大学;2013年
3 胡晶;基于蒙特卡洛光线跟踪的空间相机成像效果仿真研究[D];中国科学院大学(工程管理与信息技术学院);2013年
4 刘冬冬;红外地面场景高速渲染方法研究[D];西安电子科技大学;2013年
5 张明明;复杂背景下空中目标红外图像仿真研究[D];中国科学技术大学;2011年
6 韩志英;空间红外目标仿真与跟踪技术研究[D];哈尔滨工程大学;2011年
7 李阳;深空红外目标场景的建模与仿真技术研究[D];国防科学技术大学;2010年
8 徐雅明;HLA环境下海天背景/目标红外成像实时仿真系统研究[D];华中科技大学;2010年
9 尹宝瑞;基于OpenGL虚拟海洋环境仿真[D];哈尔滨工程大学;2010年
10 赵灿;面向OGRE的红外纹理设计与生成方法研究[D];西安电子科技大学;2010年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 王霄;高思莉;李范鸣;;深空双波段红外动态场景仿真与目标分析[J];激光与红外;2017年09期
2 杜小平;李智;王阳;;美国太空态势感知能力建设研究[J];装备学院学报;2017年03期
3 李文豪;刘朝晖;穆猷;梁冬生;杨蕊;;基于辐射散热的空间目标红外特性建模与研究[J];红外与激光工程;2017年06期
4 赵云峰;李夜金;张寅;饶鹏;;海洋背景下运动目标的天基红外探测场景生成系统[J];光学精密工程;2017年04期
5 乔毅;李晓宇;赵田;;小卫星技术典型军事应用分析[J];国外电子测量技术;2017年03期
6 邹前进;刘连伟;陈前荣;许振领;陈洁;姚梅;;焦距固定红外探测系统定标实验[J];红外与激光工程;2016年12期
7 李庆波;吴科江;高琦硕;;基于光谱信息的空间目标模式识别算法研究[J];光谱学与光谱分析;2016年12期
8 张涛;;红外系统小目标成像自动调光方法[J];液晶与显示;2016年04期
9 杨天远;周峰;行麦玲;;空间扫描相机点目标采样系统设计[J];航天返回与遥感;2016年02期
10 陆智;沈卫东;王盛春;;高原环境对车辆红外隐身效能的影响及对策[J];移动电源与车辆;2016年01期
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1 祝清瑞;基于增强现实的动态红外场景仿真系统的设计研究[D];中国科学院大学(中国科学院上海技术物理研究所);2017年
2 张蕾;红外与可见光图像融合技术研究[D];中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所);2015年
3 樊凡;基于场景的红外非均匀性校正算法研究[D];华中科技大学;2015年
4 吴鑫;基于GPU的光电目标检测方法研究[D];西安电子科技大学;2015年
5 胡海鹤;红外视景仿真关键技术研究[D];北京理工大学;2015年
6 黄曦;高真实感红外场景实时仿真技术研究[D];西安电子科技大学;2014年
7 季园园;典型地物红外特性仿真关键技术研究[D];大连海事大学;2014年
8 张志刚;基于声纳图像的运动参数估计和融合降噪技术研究[D];哈尔滨工程大学;2014年
9 顾吉林;典型天气大气辐射传输特性研究[D];大连海事大学;2012年
10 马伟;卫星热辐射特性及其空间辐照环境效应研究[D];南京理工大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 蔡方伟;实时红外辐射传输与成像仿真技术研究[D];中国科学院大学(中国科学院国家空间科学中心);2017年
2 王霄;空间目标红外成像建模与仿真[D];中国科学院大学(中国科学院上海技术物理研究所);2017年
3 王鑫;基于视频的大规模三维海战环境生成技术[D];南京理工大学;2017年
4 陶伟;光伏电池板表面缺陷红外检测技术研究[D];中国计量大学;2016年
5 朱小红;多波段红外图像差异特征形成机理研究[D];中北大学;2016年
6 吴园园;海洋环境的可视化仿真平台设计与实现[D];内蒙古大学;2016年
7 李浩;红外场景仿真及像质评估技术研究[D];北京理工大学;2016年
8 彭明松;地面复杂环境与典型目标光学特性的数字仿真[D];北京理工大学;2016年
9 汪昊;红外场景仿真技术研究及仿真系统开发[D];北京理工大学;2016年
10 张宇琦;红外视景仿真系统传递模型构建及准确度验证[D];西安电子科技大学;2015年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 胡海鹤;郭长庚;胡海燕;;基于数据库查找表技术的实时红外场景仿真[J];红外技术;2013年06期
2 李建勋;童中翔;王超哲;童奇;李贺;张志波;;发动机热喷流红外辐射计算与仿真[J];光谱学与光谱分析;2013年01期
3 孙成明;袁艳;黄锋振;王潜;;空间目标红外成像特性建模与仿真[J];红外与激光工程;2012年03期
4 饶伟;明德烈;田金文;;目标三维场景建模与实时红外仿真技术研究[J];计算机与数字工程;2012年01期
5 马红章;柳钦火;杨乐;杜鹤娟;施建;;热红外联合被动微波重构裸土区地表温度时间序列数据算法[J];红外与激光工程;2011年03期
6 张可;黎宁;刘福美;单勇;;一种飞行器蒙皮红外辐射图像生成方法[J];激光与红外;2011年03期
7 葛炜;曹东杰;郝宏旭;;红外制导技术在精确打击武器中的应用[J];兵工学报;2010年S2期
8 郭明;王学伟;;空间目标/星空背景红外建模与仿真[J];红外与激光工程;2010年03期
9 胡光波;周勇;;基于Vega Prime的舰船尾流视景仿真研究[J];舰船电子工程;2010年06期
10 朱雷鸣;吴晓平;李建伟;吴星;;直角坐标系的欧拉旋转变换及动力学方程[J];海洋测绘;2010年03期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 王章野;地面目标的红外成像仿真及多光谱成像真实感融合研究[D];浙江大学;2002年
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1 贾佳;海面建模与绘制技术研究[D];天津大学;2012年
2 赵庆;大规模地形数据调度与绘制技术研究与实现[D];电子科技大学;2011年
3 靳磊;城市建筑物红外辐射特性模型及在场景仿真中的应用[D];西安电子科技大学;2011年
4 李阳;深空红外目标场景的建模与仿真技术研究[D];国防科学技术大学;2010年
5 翟小明;大规模地形场景实时绘制技术研究[D];大连海事大学;2010年
6 林凯;一种模块化实时红外场景仿真系统研究[D];西安电子科技大学;2010年
7 赵灿;面向OGRE的红外纹理设计与生成方法研究[D];西安电子科技大学;2010年
8 程飞;基于GPU的三维红外云背景仿真方法研究[D];西安电子科技大学;2010年
9 梁欢;地面背景的红外辐射特性计算及红外景象生成[D];南京理工大学;2009年
10 乔国军;基于Vega的红外目标仿真研究[D];南京理工大学;2009年
【相似文献】
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1 黄培康;试论空间目标信息获取[J];航天电子对抗;2005年02期
2 高昕;王建立;周泗忠;黄惠明;熊仁生;;空间目标光度特性测量方法研究[J];光电工程;2007年03期
3 陈维真;张春华;周晓东;;空间目标的光度特性及其成像信噪比研究[J];红外技术;2007年12期
4 赵博;周庆勇;张旺;符京杨;;基于天地基测控的空间目标联合定轨研究[J];光电工程;2011年11期
5 黄宗福;汪金真;陈曾平;;光电探测中空间目标和恒星目标运动特性分析[J];光电工程;2012年04期
6 赵祖德;;室内空间目标的标定[J];激光与红外;1984年06期
7 李鉴;肖业伦;;一种改进的空间目标接近分析快速算法[J];航空学报;2007年S1期
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9 张衡;彭启民;吕文先;黎俊;胡晓惠;;基于亮度序列的空间目标周期性判证与提取[J];系统仿真学报;2009年02期
10 马林;;空间目标逆合成孔径成像实验研究[J];现代雷达;2007年10期
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1 张俊华;杨根;徐青;;空间目标雷达散射特性仿真[A];'2010系统仿真技术及其应用学术会议论文集[C];2010年
2 马景然;张涛;宋靖雁;;一种基于图像的空间目标器模拟装置的姿态控制系统[A];2007年中国智能自动化会议论文集[C];2007年
3 王书宏;胡谋法;陈曾平;;强背景下空间目标光电探测的可行性分析[A];第十三届全国信号处理学术年会(CCSP-2007)论文集[C];2007年
4 张科科;傅丹鹰;周峰;和涛;;空间目标可见光相机探测能力理论计算方法研究[A];中国空间科学学会空间探测专业委员会第十九次学术会议论文集(上册)[C];2006年
5 张科科;傅丹鹰;;天基空间目标可见光遥感器的先期研究[A];2006年全国光电技术学术交流会会议文集(A 光电系统总体技术专题)[C];2006年
6 张科科;阮宁娟;傅丹鹰;兰丽艳;;天基对静止轨道空间目标可见光探测的几何位置分析[A];2007年光电探测与制导技术的发展与应用研讨会论文集[C];2007年
7 刘博;;基于EKF算法的空间目标跟踪[A];面向航空试验测试技术——2013年航空试验测试技术峰会暨学术交流会论文集[C];2013年
8 魏敏;陈海宁;叶斌;许冰;;用CCD进行空间目标光度测量方法的研究[A];第十九届测控、计量、仪器仪表学术年会(MCMI'2009)论文集[C];2009年
9 徐小琴;孙华燕;;基于MATLAB的星载空间目标跟踪控制系统仿真研究[A];’2004系统仿真技术及其应用学术交流会论文集[C];2004年
10 葛成良;黄志伟;范国滨;梁正;刘志强;李正东;吴剑涛;孙和平;冷杰;郑捷;杨锐;顾静良;路大举;万敏;胡晓阳;;基于Sinda/G,Nevada空间目标热辐射特性分析[A];第十七届全国激光学术会议论文集[C];2005年
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1 洪灵;基于稀疏重构的空间目标感知方法研究[D];西安电子科技大学;2015年
2 王敏;复杂背景下的空间目标自动识别技术[D];中国科学院长春光学精密机械与物理研究所;2017年
3 李振伟;空间目标光电观测技术研究[D];中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所);2014年
4 王伟国;空间目标白天光电探测技术研究[D];中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所);2005年
5 李春霞;宽带雷达空间目标及目标群跟踪方法研究[D];北京理工大学;2015年
6 袁振涛;空间目标普测型雷达信号检测与参数估计算法研究[D];国防科学技术大学;2009年
7 蓝朝桢;空间目标天基光学观测系统建模与探测能力分析[D];解放军信息工程大学;2009年
8 李冬宁;空间目标光度测量方法研究[D];中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所);2015年
9 卢海平;空间目标视景模拟器技术的研究[D];中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所);2012年
10 黄剑;低轨空间目标雷达探测信息处理技术[D];国防科学技术大学;2013年
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1 高波;空间红外弱小目标检测算法研究及实现[D];电子科技大学;2014年
2 戴俊;基于STK的空间目标飞行可视化仿真[D];西安电子科技大学;2014年
3 都春霞;空间目标监视电子篱笆系统信号处理算法研究[D];北京理工大学;2016年
4 靳玉琪;空间目标雷达数据采集计划编排系统的研究与实现[D];北京理工大学;2016年
5 庞文;天基可见光空间目标检测识别研究[D];国防科学技术大学;2014年
6 王霄;空间目标红外成像建模与仿真[D];中国科学院大学(中国科学院上海技术物理研究所);2017年
7 刘雅娟;空间目标宽带成像技术研究[D];中国人民解放军国防科学技术大学;2002年
8 宋潇捷;空间目标三维网格化建模和光学特性计算方法研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
9 杨康;空间目标高光谱特性分析[D];上海交通大学;2011年
10 吴波;空间目标交会期间碰撞概率研究[D];解放军信息工程大学;2011年
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