基于电阻阵列的红外场景生成技术

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1、航空学报ActaAeronauticaetAstronauticaSinicaSep．252015V01．36No．92815-2827ISSN1000．6893CN11-1929／Vhttp：Hhkxb．buaa．edu．crlhkxb@buaa．edu．CFI基于电阻阵列的红外场景生成技术高辉1’*，赵松庆1’2，吴根水1’2，陈海燕1，赵西帅11．中国空空导弹研究院制导控制系统研究所，洛阳4710092．航空制导武器航空科技重点实验室，洛阳471009摘要：针对红外成像制导半实物仿真试验的

2、需求，研究了红外场景生成技术。主要通过对场景的建模、目标及场景的红外特性分析，开展了基于可见光图像调制生成红外图像技术的研究。同时对飞机、地面背景及红外诱饵干扰的建模技术进行了探讨，完善了红外场景的生成方法。利用该红外场景生成技术为基于电阻阵列的红外图像转换器提供输入信息，驱动电阻阵列产生红外辐射，经热像仪观测，生成的图像细腻、真实度高，为制导半实物仿真试验提供了更为逼真的红外仿真环境。关键词：半实物仿真；红外纹理生成；红外场景建模；目标干扰建模；电阻阵列中图分类号：V249文献标识码：A文章编

3、号：1000—6893(2015)09—2815-13随着红外成像制导武器的不断发展，红外制导半实物仿真已成为制导武器系统的一种关键的实验室评价工具。它从以往的试验验证手段，现已发展为设计、验证和优化平台，贯穿制导武器研制的全过程[1]。在红外半实物仿真测试中，可利用仿真系统为红外制导系统提供与实际工作状况相似的环境，需要构建的环境如下：1)为弹体提供三维运动环境。2)为红外导引系统提供目标和背景的红外辐射环境。3)为舵机提供力矩环境。上述3种环境分别由五轴转台、红外目标模拟器和负载模拟器提供。

4、此外，还需要仿真计算机和仿真总控台，并且以光纤网络作为整个半实物仿真系统的集成基础，各个设备之间通过光纤进行数据通讯；仿真系统的时序逻辑控制由产品控制台完成，目标和干扰的运动学模型计算由仿真计算机完成，目标生成控制由红外场景生成系统的控制器完成。作为红外制导半实物仿真的关键部件，红外场景生成系统为导引头提供了动态的红外目标和背景图像，逼真地模拟了导弹发射过程中导引头接收到的红外辐射情况。红外场景生成技术主要包含软件和硬件两方面，其中，软件方面包括红外场景的建模及目标红外特性与运动特性建模，硬件则

5、主要是红外场景生成装置。在半实物仿真过程中，图像生成计算机调用事先建好的模型，赋予其红外辐射亮度值，并将辐射亮度值转化为驱动电压，最终驱动红外场景生成装置生成红外场景图像以供导引头接收[2]。国外对红外场景的仿真技术研究起步较早，不仅研制成功了多种类型的红外场景生成装置，同时也对场景建模及目标／背景的红外特性进行收稿日期：2015-01-16；退修日期：2015-04-15；录用日期：2015-06—07；网络出版时间：2015—06—1615：59网络出版地址：WWW．cnki．net／kcm

6、s／detail／11．1929．V．20150616．1559．002．html*通讯作者．Tel．：0379-63383925E-mail：gaohuialex@163．corn弓l糟榕武lGaoH，ZhaoSQ．WuGS．eta1．Infraredradiationscenegenerationtechnologybasedonresistorarray(JJ．ActaAeronauticaetAstronauticaSinica．2015．36(9)：2815-2827．高辉，赵松庆，吴

7、根永，等．基f电阻阵列的红外场景成技术[JI航空学报．20

8、5．36(9)：28f5-2827．航空学报Sep．252015V01．36No．9了大量研究[3]，建立了多个武器仿真中心，如美国陆军航空和导弹司令部(AMCOM)所属的高级仿真中心(ASC)、埃格林空军基地(EglinAFB)的空军研究实验室(AFRL)、陆军试验鉴定司令部(ATEC)所属的红石技术试验中心(RTTC))、美国休斯公司、英国宇航公司以及法国军事电子技术中心等代表欧美武器系统仿真领域的最高技术水平的仿真实验室，均投入巨

9、资开展红外场景生成技术的研究。此外，国外还推出了一系列商用的红外场景生成软件，例如：JRMTechnology公司推出的GenesisMC材质分类软件、环境仿真模块Sigsim和传感器仿真模块Sensim等套件，可用于红外场景的构建；法国OKTAL—SE公司开发的SE—Workbench-EO软件，可以从物理原理上对各成像环节进行仿真，依据热传导方程计算不同材质的表面温度，获得目标和环境的红外辐射亮度，再依据大气环境等影响红外辐射传输的条件构建由传感器接收到的红外场景。限于国外的技术封锁，国内红