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《解放军信息工程大学》 2010年
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小天体撞击探测光学成像仿真技术研究

赵羲  
【摘要】:深空探测对人类认识宇宙的起源与演化有着重要的意义,随着人类对深空探测脚步的迈进,世界各国都相继开展了对小行星的探测,利用可视化仿真手段探测任务进行地面验证是其中一项关键技术,本文对小天体撞击探测中的光学成像仿真等相关技术进行了较为深入的研究,论文的主要研究成果和创新点如下: 1.系统论述了几何光学理论、辐射理论以及光电理论基本原理,结合摄影测量原理和光学原理,建立并简化了小天体光学成像几何模型与辐射模型。 2.深入研究并分析了光学成像的仿真算法,提出了一种基于全透镜物理模型的摄像机仿真方法。利用OpenGL图形界面库仿真光学相机的相关参数,并结合渲染到纹理技术与图形硬件编程技术,根据数字图像处理与光学系统的相关原理,实现了相机的一些物理效果,简化并加速了传统的基于CPU的图像处理编程算法,有效地提高了绘制效率;综合运用凸凹映射与多重纹理映射技术,设计并实现了小天体表面凸凹不平形貌与小范围精细形貌的建模,提高了仿真成像质量与真实感。 3.进行了基于物理模型的撞击产物仿真算法的深入研究。建立了一种简化的圆环波面模型,实现了冲击波传播的模拟;在流体力学方程解算及简化方法研究的基础上,提出了一种基于GPU的三维烟雾仿真的加速算法,较好地解决了复杂物理计算实时性差的难题,提高了渲染效率;针对基于纹理映射的粒子系统缺乏真实感的问题,提出了一种改进的基于三维粒子模型的粒子系统方法,实现了飞溅物的实时模拟。 4.设计并开发了一个功能较强、性能稳定、实时性较好的小天体光学成像仿真原型系统,取得了较好的实际应用效果。
【学位授予单位】:解放军信息工程大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:TP391.41

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【引证文献】
中国期刊全文数据库 前1条
1 韩意;孙华燕;;空间目标天基光学成像仿真研究进展[J];红外与激光工程;2012年12期
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 袁家虎;受限于CCD光子噪声的探测能力分析[J];测试技术学报;1998年03期
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4 彭华峰,陈鲸,张彬;天基光电望远镜对空间目标成像的模拟[J];光电工程;2005年10期
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2 欧阳桦;基于CCD星敏感器的星图模拟和导航星提取的方法研究[D];华中科技大学;2005年
3 彭华峰;天基光电望远镜系统建模仿真研究[D];四川大学;2006年
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【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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2 周鸣争,李华,汪军;基于软阈值小波痕迹图像去噪算法及应用[J];安徽工程科技学院学报(自然科学版);2003年04期
3 梁亦强;李正明;孙俊;;一种新小波图像降噪方法在农业采摘中的应用[J];安徽农业科学;2010年04期
4 陈弋兰;;基于朴素贝叶斯分类的图像消噪[J];安庆师范学院学报(自然科学版);2008年03期
5 支新军,艾勇;一种自由空间光通信光路的设计与分析[J];半导体光电;2003年03期
6 龙再川;宋备刚;杜昊;郑渝;赵凯生;;一种高信噪比科学级CCD数据转换系统[J];半导体光电;2007年04期
7 蔡荣太;王延杰;;CCD成像传感器的降噪技术[J];半导体光电;2007年05期
8 王成刚;蒋平;吴钦章;;一种高帧频虚拟图像交互叠加技术[J];半导体光电;2007年06期
9 朱丽丽;何光宏;王银峰;王小勇;;基于尺度相关的CCD图像小波去噪方法研究[J];半导体光电;2008年02期
10 张宇;郑方印;张星祥;李国宁;任建岳;;基于面阵CCD拼接的动态目标成像系统[J];半导体光电;2010年04期
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3 黎新;黄国亮;李强;陈圣依;;钻石多面体几何结构特征的频谱分析及应用研究[A];中国光学学会2010年光学大会论文集[C];2010年
4 谭碧涛;李艳娜;景春元;;导弹目标光学特性研究[A];中国光学学会2010年光学大会论文集[C];2010年
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6 吕且妮;崔宇明;蔡怀宇;王强;;“工程光学实验”教学平台的设计与建立[A];中国光学学会2010年光学大会论文集[C];2010年
7 周广梅;郭峰;李宏升;;润滑油膜厚度测量彩色光干涉图像的复现[A];2011年全国青年摩擦学与表面工程学术会议论文集[C];2011年
8 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
9 张久文;安世霞;肖美恒;;基于Surfacelet变换的自适应视频除噪算法[A];第十三届全国信号处理学术年会(CCSP-2007)论文集[C];2007年
10 赵羲;刘毅锟;闫兆婵;孙曼;;基于图形硬件的深空目标光学实时成像仿真[A];中国测绘学会2010年学术年会论文集[C];2010年
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1 王兴梅;水下声纳图像的MRF目标检测与水平集的轮廓提取方法研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 杨承;日盲型紫外探测和直升机着舰光电助降技术的研究[D];电子科技大学;2010年
3 王鑫;数字图像盲取证技术研究[D];解放军信息工程大学;2009年
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5 陈龙江;曲面激光直写中若干关键技术研究[D];浙江大学;2010年
6 刘钦晓;波前编码成像系统解码算法理论研究及其应用[D];浙江大学;2010年
7 孙鸣捷;微型投影显示系统中混合光源照明技术和激光散斑消除技术的研究[D];浙江大学;2010年
8 易学锋;单反数码相机精密位移测量研究[D];武汉大学;2009年
9 郑建洲;高功率激光靶面均匀辐照技术的研究[D];大连理工大学;2011年
10 齐海兵;可调谐光纤法布里—珀罗滤波器的理论与实验研究[D];华中科技大学;2011年
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1 王伟伟;基于粒子系统的矿井瓦斯爆炸的模拟与研究[D];山东科技大学;2010年
2 曹自然;大型板类零件孔形位尺寸检测系统[D];长春理工大学;2010年
3 侯洪升;基于SPOT5高分辨率影像的城市新增建设用地监测研究[D];山东农业大学;2009年
4 赵开伟;Contourlet变换在图像去噪中的应用研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
5 包小东;YTG型外螺纹参数非接触检测系统的研制[D];哈尔滨工程大学;2010年
6 刘普;CCD监视船舶侧翻冰厚度误差的实验室模拟研究[D];大连理工大学;2010年
7 张学梦;基于小波理论的水下图像后向散射降噪研究[D];中国海洋大学;2010年
8 濮震宇;基于小波收缩的图像去噪[D];苏州大学;2010年
9 邹萍;虚拟实验室中的场景建模研究[D];华东师范大学;2011年
10 杨锟;基于FPGA的图像跟踪器的研究[D];天津理工大学;2010年
【同被引文献】
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1 程军;张伟;鲍文卓;曹移明;丛明煜;;在轨光学相机探测图像数字仿真系统的设计与实现[J];光学精密工程;2009年09期
2 彭华峰;陈鲸;张彬;;天基光电望远镜空间多目标成像模拟技术研究[J];光学技术;2007年02期
3 彭晓东;刘波;孟新;谢文明;;星载可见光相机成像仿真建模研究[J];光子学报;2011年07期
4 潘海斌;丛明煜;张伟;李克新;孟祥龙;程军;;航天遥感器的空间目标成像模型研究[J];哈尔滨工业大学学报;2008年11期
5 虞红;;目标/星空背景光学特性仿真方法研究[J];红外与激光工程;2006年04期
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7 陈维真;张春华;王学伟;周晓东;;空间观测序列图像目标运动成像仿真[J];激光与红外;2008年03期
8 张翼;郑昌文;吴佳泽;;卫星表面光学反射特性建模与仿真研究[J];计算机仿真;2010年09期
9 王吉芳;高慧婷;王治强;费仁元;;复杂空间目标的天基激光雷达三维成像仿真[J];制造业自动化;2011年09期
10 冯蕊;孟新;潘忠石;张皓;李大林;;基于HLA的空间光学探测仿真系统设计[J];计算机工程与设计;2010年06期
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 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
2 赵彬;空间近距离非合作目标光学主被动复合探测技术研究[D];北京理工大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 陈密密;用于空间非合作目标交会的相对测量算法研究[D];解放军信息工程大学;2009年
【二级参考文献】
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1 胡惟文;船舶航迹流实时动态仿真[J];常德师范学院学报(自然科学版);2001年02期
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3 夏小玲;三维消隐算法研究[J];东华大学学报(自然科学版);2002年02期
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5 葛研军,卢碧红,王启义;光线跟踪长方体求交高效算法[J];大连铁道学院学报;2000年03期
6 俞允强;宇宙背景辐射告诉我们什么[J];大学物理;1995年04期
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中国重要会议论文全文数据库 前1条
1 张钧萍;林涛;贾晓光;钱国蕙;;CCD成像星图的计算机模拟[A];中国图象图形科学技术新进展——第九届全国图象图形科技大会论文集[C];1998年
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1 陈元枝;基于星敏感器的卫星三轴姿态测量方法研究[D];中国科学院长春光学精密机械与物理研究所;2000年
2 张艳珍;微机视觉系统相关理论及技术研究[D];大连理工大学;2001年
3 陈颖;序列图像中微弱点状运动目标检测及跟踪技术研究[D];电子科技大学;2003年
4 艾斯卡尔;红外搜寻与跟踪系统关键技术研究[D];电子科技大学;2003年
5 刘建斌;雾对激光制导的影响及卫星表面光散射研究[D];电子科技大学;2006年
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1 王宏;空间目标动态信息库的设计和实现[D];解放军信息工程大学;2004年
2 文建明;光线跟踪及其反走样的研究[D];西安电子科技大学;2005年
3 高军峰;基于光线跟踪算法的真实感图形的研究与实现[D];武汉理工大学;2005年
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10 尹愚;宋雪梅;尧德中;;估计点扩展函数对内源性光学成像信号的提取[J];中国生物医学工程学报;2011年03期
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1 刘睿;尹翠;骆清铭;李鹏程;;用于清醒活动动物的多模式光学成像方法[A];中国光学学会2011年学术大会摘要集[C];2011年
2 骆清铭;李鹏程;程海英;王征;;脑功能光学成像[A];首届全国功能神经影像学和神经信息学研讨会论文汇编[C];2003年
3 蒋宇钢;周倩;张明铭;;磁共振功能成像和术中光学成像辅助切除体感区胶质瘤(附5例报告)[A];中华医学会神经外科学分会第九次学术会议论文汇编[C];2010年
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3 本报专稿 林寒;德国天基侦察系统建成[N];世界报;2008年
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10 王宇星;中科院力学所光学多元蛋白质芯片研究达国际领先水平[N];中国医药报;2005年
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5 常宁;光学—磁共振双模监测间充质干细胞治疗急性心肌梗死的实验研究[D];北京协和医学院;2013年
6 陈昕;光成像结合电生理方法研究猫视皮层及急性眼压升高对其功能的影响[D];复旦大学;2004年
7 沈恩华;脑电的复杂度分析[D];复旦大学;2005年
8 黄洛秀;猫皮层21a区显示的倾斜效应及该区反馈投射对17区的调制[D];复旦大学;2004年
9 王静;改善活体光学成像的光透明皮窗研究[D];华中科技大学;2013年
10 刘亚东;脑功能磁共振和光学成像数据模式分析方法研究[D];国防科学技术大学;2006年
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1 李勇;大鼠脑功能光学成像的独立成分分析[D];国防科学技术大学;2003年
2 张海丽;量子点荧光探针在生物学研究中的应用[D];华中科技大学;2007年
3 惠彬;大焦深新型光学成像技术研究[D];中国科学院西安光学精密机械研究所;2001年
4 康少单;基于电子侦察和光学成像侦察的目标综合识别算法研究[D];国防科学技术大学;2003年
5 及运达;基于频域辐射传输的红外光学成像研究[D];哈尔滨工业大学;2013年
6 赖远航;基于低密度脂蛋白的靶向性纳米载体研究[D];华中科技大学;2008年
7 王玉成;基于光学功能成像的大脑低频振荡信号研究[D];国防科学技术大学;2006年
8 陆云达;基于内源信号的脑功能光学成像血管伪迹检测及去除方法研究[D];上海交通大学;2012年
9 傅洪波;超声调制的光学成像技术研究[D];华南师范大学;2004年
10 晏青;内源信号光学成像的数据处理方法及软件[D];电子科技大学;2009年
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