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地面目标的红外成像仿真及多光谱成像真实感融合研究

红外成像仿真和多光谱信息融合是现代高科技的关键技术之一,在红外制导与对抗、反恐怖活动、遥感探测、交通安全等众多领域有着广泛的应用。本文主要研究地面目标的红外成像仿真和多光谱成像的真实感融合。内容涉及以下几个方面:城市建筑物红外成像模型、地面目标与背景的真实感红外合成、动态红外场景的实时生成、基于量子光学原理的红外成像光照模型和多光谱融合真实感成像等。本文第一章介绍了红外技术和红外成像仿真技术的基本知识、研究内容、应用领域和国内外发展现况。指出利用计算机图形学特别是虚拟现实的最新技术将是今后的发展方向。并介绍了多光谱信息融合技术的一些基本概念、研究内容和应用前景,并回顾了这一领域的国内外研究现况。细致的城市场景红外成像建模以前很少有人涉及。本文第二章从气象学、传热学和红外物理学原理出发,分析了影响城市建筑物红外特性的各种主要因素,采用多层有限差分等方法求解建筑物及周围物体的表面温度,建立了城市建筑物红外成像模型;采用分类建模和特殊  (本文共137页) 本文目录 | 阅读全文>>

国防科学技术大学
国防科学技术大学

红外成像点目标的检测与识别技术研究

如何在有干扰的情况下,在尽可能远的距离上对目标进行快速检测、精确跟踪和准确识别,是现代防御技术领域面临的重要挑战。点目标检测与识别是增加防御系统有效作用距离的关键,在远红外警戒、红外成像制导等方面得到广泛应用。本文在对现有点目标检测与识别技术进行分析的基础上,深入研究了复杂背景和深空背景下点目标的检测和识别技术,取得了一些有价值的研究成果。当红外预警系统对低空飞行的运动目标进行检测时,由于云杂波的存在,系统的检测性能会受到严重影响。论文分析了云层背景下目标和云层在探测器上的时间响应特性,建立了四种类型的象素点时域模型。并以此为基础提出了云层背景下点目标的时域检测算法,理论分析和实验结果表明新算法能有效检测出各种云层背景下的点目标。随着探测器技术的发展,探测器尺寸不断增大,帧速率不断提高,检测识别算法所要求的运算量呈几何级数增长。为了满足拦截系统的实时性要求,必须从算法层面上进行快速检测算法的研究,以解决处理系统运算能力不足的问题...  (本文共104页) 本文目录 | 阅读全文>>

南京理工大学
南京理工大学

末敏弹简易红外成像起爆控制系统研究

在现代地面战争中,为了使常规火炮能在远距离用一至两发弹就能命中并毁伤装甲车辆,就要求炮弹能自动探测、搜索装甲目标。因此,近年来敏感起爆类型的引信—SADARM(sense and destroy Armour)获得了巨大的发展。本文以“十五”重点预研项目“末敏弹简易红外成像起爆控制技术”为背景,针对其中的主要内容进行研究,研制出了满足152mm末敏弹结构要求的简易红外成像试验样机,样机采用多元长波与单元中波相复合的红外探测体制,此样机能够达到在复杂背景中对地面目标(冷目标)探测距离≥150m,定位精度≤0.5m,识别率≥80%。无论从性能、体积上,作为应用于152mm或155mm末敏弹的原理样机的关键技术已经突破。通过本项目的研制,解决了我国在研制末敏弹时红外敏感器的性能一直达不到要求的问题,它的研究成果可直接应用于新一代末敏子弹武器系统中,使我国在末敏弹自行研制的实用化方面更进一步。具体研究内容如下:(1) 根据系统应用背景,...  (本文共140页) 本文目录 | 阅读全文>>

浙江大学
浙江大学

典型目标场景的红外成像仿真研究

红外成像制导具有在黑暗环境中目标识别能力强、能夜间打击目标、制导精度高和很强的抗干扰能力等特点,已成为现代精确制导武器的重要组成部分。在红外成像制导武器的研制过程中,需要提供大量的各种场景的红外图像作为输入进行测试。然而,现场实拍得到的只是当时气象条件下的红外图像,并不能表达其它气象条件下的红外场景,若全部实拍需要耗费很长的时间及大量的人力物力,况且许多军事目标是无法拍摄到的。而红外成像仿真技术可为解决这类问题提供一种极为有效、经济的途径,对现代精确制导武器的开发和研制来说具有十分重要的意义。本文围绕典型目标场景的红外成像仿真,对建筑物、桥梁/水面和铁道等典型目标场景红外成像热模型的建立及其场景的红外图像绘制、红外热像系统自动增益和偏移的调整及其大气传输和红外成像系统效应的模拟展开深入的研究。与传统方法不同的是,我们综合了传热学、红外物理和计算机图形学等学科的相关知识,着眼于红外成像仿真的热模型的建立和红外真实感绘制,并利用图形...  (本文共114页) 本文目录 | 阅读全文>>

南京理工大学
南京理工大学

红外成像电子学理论及其关键技术研究

红外成像技术已经成为当今世界发达国家大力发展的军民两用新兴高科技之一;尽管红外成像技术的研究近年来取得了很大进步,但是红外成像还存在一些共性问题限制着成像质量的提高:一是红外成像受到红外焦平面阵列探测器非均匀性及无效像元的影响,实际温度分辨率不高;第二,红外成像受到材料和制作工艺的限制,阵列规模不大,像元尺寸不够小,红外焦平面阵列空间采样频率不能达到红外成像系统尼奎斯特频率,形成混淆效应,导致红外成像空间分辨率低;第三,红外成像普遍存在图像对比度低、灰度范围窄的现象。红外成像的这些不足有待于从基本理论及成像原理上进行分析突破,建立更加精确的理论模型,对产生这些现象的机理进行准确的描述,进而提出更好的解决方法,这正是本文研究的目的。本论文就是从分析红外成像的共性问题入手,通过对红外成像机理和红外焦平面阵列探测器材料、器件的光电响应原理以及系统固有缺陷产生机理的理论分析和实验研究,建立了一系列新的红外成像电子学理论模型。这些理论模型...  (本文共134页) 本文目录 | 阅读全文>>

中国科学院研究生院(上海微系统与信息技术研究所)
中国科学院研究生院(上海微系统与信息技术研究所)

微机械反射式光读出非制冷红外成像阵列器件研究

近年来,随着MEMS技术的发展,基于MEMS技术的光读出非致冷红外成像器件由于不需要昂贵的致冷设备和复杂的读出电路,成为研究的热点。本文研究了针对8-14μm红外波段的反射式光读出非致冷红外成像阵列器件。像元基本结构为:一个起吸收红外辐射和反射读出可见光作用的微镜、两条对热感应的双材料梁、两条防止热量过快散失的绝热梁和两个起支撑固定作用的锚点。论文首先介绍了像元的理论设计基础。并针对双层材料结构的微镜自身由于双金属效应发生的弯曲,提出了两种具体的像元结构,分别为微镜在双材料梁延长方向上的a像元和在回折方向上的b像元。论文重点研究了了梁长、绝热梁与双材料梁的长度比值和工作气压对像元各性能参数的影响。综合考虑各种影响,对像元结构进行了优化设计。设计出的像元的热-机械灵敏度可达到10~(-3)rad/K量级,NETD_(device)也达到了mK量级。并利用ANSYS有限元分析确定了温度补偿梁结构可以降低环境温度变化对像元机械响应的影...  (本文共141页) 本文目录 | 阅读全文>>