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1、硕士学位论文深空红外目标场景的建模与仿真技术研究姓名：李阳中请学位级别：硕士专业：信息与通信工程指导教师：卢焕章2010-11摘要在研制新型红外成像系统或研究口标检测识别算法时，需用大量不同状态的红外图像进行测试、训练和评估。然而，外场实拍要耗费很长的时间和大量的人力物力，严重影响研制进度与效率，红外成像仿真技术则为解决这类问题提供了一种极为经济、有效的途径。本文深入研究了深空背景条件下红外目标场景的建模与仿真技术，研究内容涉及传热学、惯性技术、红外物理、信号处理、建模与仿真等多门学科，具有较大的挑战性与探索性，所做主要工
2、作如K：1.根据传热学原理建立空间目标的热模型，利用节点热网络法求解出空间目标的表面温度分布，然后计算目标与背景的红外辐射，并进行量化和显示。2.根据探测器平台的姿态运动、探测器与H标Z间的相对运动，建立运动冃标成像位置模型，计算出目标视线角与成像位置。3.建立探测器门身效应模型，包括光学弥散、探测器噪声、成像阵列肓元等，同时分析了红外探测器的作用距离及冃标的成像尺寸，最后得到空间目标不同成像状态的图像。4.根据红外探测器采集的实际图像对仿真图像进行了校验与可信度评估。本文完整的仿真模拟了空间目标在红外探测器上的成像过程，
3、同时考虑了多种因素的影响，得到的仿真图像具有很高的真实性与逼真度，部分模型与方法已应用于某空间飞行系统信息处理算法的测试场景生成。关键词：红外图像仿真；空间目标；红外辐射；目标成像位置；探测器效应；模型校验ABSTRACTWhiledevelopinginfraredimagingsystemorresearchingthealgorithmoftargetdetectingandrecognition,abundanceofdifferentinfraredimagesarenecessaryfortesting,tra
4、iningandevaluation.However,realimagesgotfromtheoutfieldneedagreatdealoftime,manpowerandmaterialresources,whichwouldinfluencetheefficiencyandrateofprogress.Infraredimagingsimulationcansolvethisproblemasaneconomicalandefficientmethod・Inthispaper,themodelingandsimula
5、tionoftheinfraredscenesofthespacetargetisdeeplyanalyzed,severalreseachfieldsareinvolved,suchasthermalexchangetheoryxinertiatechnologyinfraredphysicssignalpocessing>modeling&simulationandsoon,whichwouldbeagreatchallenge.Themainworkofthispaperisasfollows:Firstly,bas
6、edonthethermalexchangetheory,thethermalmodelofthespacetargetisestablishedandthedistributionofitssurfacetemperatureiscalculatedbyusingthethermalnetworkmethod;andthen,theinfraredradiationofthetargetandtheenvironmentisdeduced,whichwouldbetransferredintograyscale.Seco
7、ndly,themotionmodelisdiscussed,theposechangesofthedetectorandtherelativemovementsofthetargetaretakenintoaccount,moreover,theimagingpositionofthetargetiscalculated.Thirdly,theinherenteffectsofthedetectorisaddedtothesimulatedimages,thecausationofopticsdispersion,noi
8、seofthedetectorandblindpixelsintheimagingarraysaredetailedanalyzed.Moreover,theoperatingrangeoftheinfrareddetectorandtheimagingsizeofthetargetarealsodis
