无人机全天时航空成像侦察系统建模与仿真

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1、ComputerEngineeringandApplications计算机工程与应用2014，50（24）259无人机全天时航空成像侦察系统建模与仿真123周锦春，李耀军，赵春晖123ZHOUJinchun,LIYaojun,ZHAOChunhui1.萍乡学院，江西萍乡3370002.西安电子工程研究所，西安7101003.西北工业大学自动化学院，西安7100721.PingxiangUniversity,Pingxiang,Jiangxi337000,China2.Xi’anElectronicEngineeringResearchInstitute,Xi’an710100,China3

2、.SchoolofAutomation,NorthwesternPolytechnicalUniversity,Xi’an710072,ChinaZHOUJinchun,LIYaojun,ZHAOChunhui.ModelingandsimulationofaerialalldayimagingreconnaissancesystemforUAV.ComputerEngineeringandApplications,2014,50（24）：259-265.Abstract：Aerialimagingreconnaissanceistheimportantmeanstoobtaintacti

3、calintelligence.Thispaperdesignsanall-timeopticalaerialimagingreconnaissancesystemforUAVreferredtovariousflyingenvironment.BasedonUAV（UnmannedAerialVehicle）mathematicsmodel,visiblecamerageometryimagingmodelandatmospherictransmissionmodel,thesystemsimulatestheaerialcamerareconnaissanceusingdifferen

4、tparameters,whicharechangedalongwithUAVmotionparameters,cameraimagingparameters,atmospherictransferringparameters.Numbersoftestresultsprovethattheimagingreconnaissancesystemhasveryhighfidelityandvalidity.Accordingtooutputreports,systemperformancecanbeeasytoevaluateandimprove.Moreimportantisthatthi

5、ssystemcanhelpguideanddemonstrateaerialimagingreconnaissanceequipmentforUAV.Keywords：aerialimagingreconnaissance;cameraimagingmodel;radiationtransfermodel;semi-physicalsimulation;UnmannedAerialVehicle（UAV）摘要：航空成像侦察是获取战术情报的重要途径。设计的全天时可见光航空相机成像侦察系统参照无人机各种飞行环境，基于无人机数学模型、可见光相机成像几何模型和大气辐射传输模型，实现航空相机在无人

6、机运动参数、航空相机参数、大气环境参数变化情况下的成像侦察仿真。该系统由仿真参数初始化、数字地图加载、相机成像仿真、大气辐射传输仿真、无人机半物理仿真、图像仿真与报告输出六个模块组成。通过大量实验测试表明本系统模型有很高的逼真度和有效性，同时，可根据系统仿真报告对系统模型进行性能评估与改进。本系统的参数优化功能可指导和论证无人机航空相机成像侦察装备的研制工作。关键词：航空成像侦察；相机成像模型；辐射传输模型；半物理仿真；无人机文献标志码：A中图分类号：TP391.9doi：10.3778/j.issn.1002-8331.1305-04951引言展大量研究，并在现代战争中不断摸索和改进。航

7、空侦察作为军事侦察的重要组成部分之一，既是航空相机成像仿真是相机装备预研、改进相机设获取战术情报的基本手段，也是其获取战略情报的重要计、优化相机性能重要途径之一。通过系统仿真，研制[1-2]人员可以方便快捷地得到不同参数配置、不同使用环境途径。目前，航空侦察平台主要有无人驾驶侦察机、[3]条件下的设计结果，能在相机投产前对其整体性能进行有人驾驶侦察机、侦察直升机和预警机等，各军事大国均不遗余力地在航空相机设备研制、成像仿