【摘要】：紅外成像仿真技術是基于計算機仿真的紅外成像系統(tǒng)的內場測試技術,在一定程度上彌補了外場測試中耗費大量人力、物力和財力的不足,對于紅外成像系統(tǒng)研制周期的縮短、圖像處理算法的研究以及復雜條件下紅外圖像的獲取起到了重要的作用。目前空間目標場景的仿真多研究目標本身的輻射,而忽略了目標對太陽和深空背景的反射輻射,并且對雙波段的目標仿真研究也較少,大多用在目標識別方面。為此,本文在總結了現(xiàn)有的紅外場景仿真方法的基礎上,結合深空背景中空間目標的紅外輻射理論以及計算機圖形學的技術,研究了空間目標動態(tài)紅外圖像的生成技術以及雙波段紅外圖像仿真。本文對深空背景中的空間目標建模與仿真技術進行了深入的探討,主要完成了以下幾個部分的工作:(1)從STK中導出空間目標在特定時間段的軌道數(shù)據(jù)和姿態(tài)數(shù)據(jù),用以計算目標在軌道中的位置以及受照角系數(shù),基于節(jié)點網(wǎng)絡法和熱平衡理論,構建目標表面節(jié)點的熱平衡方程,從而計算空間目標表面的溫度分布。(2)根據(jù)計算機圖形學的理論進行一系列坐標變換,結合目標的紅外輻射模型,渲染輸出目標的紅外圖像,實現(xiàn)了Open GL渲染引擎的主要功能。(3)建立了深空中探測器的效應模型,考慮了諸多因素,包括相機光學系統(tǒng)的口徑、光學透過率等效應,最終生成了目標的灰度圖像,直接反映了探測器光敏元上的能量分布。本文比較完整的實現(xiàn)了空間目標紅外場景仿真的過程,為進一步的圖像處理和融合技術創(chuàng)造了條件。
[Abstract]:Infrared imaging simulation technology is the internal field testing technology of infrared imaging system based on computer simulation, which makes up for the shortage of manpower, material and financial resources in the external field test to a certain extent. It plays an important role in shortening the development cycle of infrared imaging system, the research of image processing algorithm and the acquisition of infrared image under complex conditions. At present, the simulation of space target scene studies the radiation of the target itself, but ignores the reflected radiation of the target to the sun and deep space background, and there is little research on the dual-band target simulation, most of which are used in target recognition. Therefore, on the basis of summing up the existing infrared scene simulation methods, combined with the infrared radiation theory of space target in deep space background and the technology of computer graphics, the generation technology of dynamic infrared image of space target and the simulation of dual band infrared image are studied in this paper. In this paper, the modeling and simulation technology of spatial target in deep space background is deeply discussed, and the following parts of work are completed: (1) the orbit data and attitude data of space target in a specific time period are derived from STK, which can be used to calculate the position of the target in orbit and the coefficient of exposure angle. Based on the node network method and heat balance theory, the thermal balance equation of the surface node of the target is constructed. In order to calculate the temperature distribution of the surface of the space target. (2) according to the theory of computer graphics, a series of coordinate transformation is carried out, combined with the infrared radiation model of the target, the infrared image of the output target is rendered, and the main functions of the Open GL rendering engine are realized. (3) the effect model of the deep air detector is established, and many factors are taken into account, including the aperture of the camera optical system, the optical transmittance and so on. Finally, the gray image of the target is generated, which directly reflects the energy distribution on the detector Guang Min element. In this paper, the infrared scene simulation process of space target is realized completely, which creates conditions for further image processing and fusion technology.
【學位授予單位】：中國科學院大學(中國科學院上海技術物理研究所)
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：TP391.41

【參考文獻】

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本文編號：2499239