[發明專利]基于全鏈路的紅外偽裝效果仿真系統及評估方法

有效

• 申請號: 201310412601.9
• 申請日: 2013-08-31
• 公開（公告）號: CN103440389A
• 公開（公告）日: 2013-12-11
• 發明（設計）人: 王曉蕊;汪志良;王驥坤;郭冰濤;張建奇;黃曦;劉德連;劉鑫
• 申請（專利權）人: 西安電子科技大學
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50;G06T19/00
• 代理公司: 陜西電子工業專利中心 61205
• 代理人: 田文英;王品華

技術領域

本發明屬于電子技術領域，更進一步涉及光電系統仿真與評估技術領域中的一種基于全鏈路的紅外偽裝效果仿真系統及評估方法。本發明的系統可用于對偽裝目標的紅外偽裝效果進行更完整更真實的仿真，本發明的方法可用于方便準確地評估偽裝目標的偽裝效果。

背景技術

紅外成像傳感器已被廣泛應用于現代武器裝備中，如何針對不同的紅外成像傳感器進行工程偽裝是現代偽裝技術所要解決的問題。要解決該問題必須從現場戰術性能方面對偽裝裝備進行論證與實驗，獲得紅外成像傳感器感知偽裝目標和背景的圖像，并進行客觀準確的評估。

目前，現有的針對偽裝論證和試驗評估的方法有偽裝目標的輻射特性、幾何特性和光譜特性評價方法，偽裝目標與背景圖像的相似度評價方法，基于圖像特征的偽裝效果評估方法等，這些方法都是依據外場試驗所采集的數據和圖像來進行偽裝效果評估的，主要停留在偽裝圖像的可視化和效果評價階段，較少與面向人眼視覺的成像偵察系統性能和面向機器視覺的成像制導系統性能進行有效的聯系，無法準確定量評估偽裝器材、軍事裝備及陣地在特定環境下能否有效對付敵方偵察和精確制導武器的攻擊性能。

通常進行外場試驗要消耗大量的人力物力，穩定性和可重復性差，受天氣影響較大，而利用計算機搭建仿真平臺可以仿真目標在不同的環境和不同的傳感器作用下的偽裝效果，可以在實驗室條件下實現，方便快捷，節省人力和物力。

北京航空航天大學所擁有的專利技術“一種針對紅外成像系統的全數字仿真系統及其仿真方法”（專利申請號201110115863.X，授權公告號CN102184288B）公開了一種針對紅外成像系統的全數字仿真系統及其仿真方法。該仿真系統由仿真平臺、仿真成員庫、仿真信息表、多個仿真成員和仿真客戶端構成，仿真方法具體是構建并注冊仿真成員，然后配置仿真過程，再由仿真平臺根據仿真過程對仿真成員進行仿真推進，并在仿真完成后對所仿真的系統進行性能評估。該發明能通過已開發的仿真成員完成對紅外成像系統虛擬樣機的快速搭建，可實現單個分系統獨立仿真、多個分系統聯合仿真以及整個虛擬樣機的分布式協同仿真。該仿真系統能夠兼容多類紅外成像系統，是一種通用的仿真模型，具有靈活開放的仿真架構。該專利技術存在的不足是：只針對紅外成像系統進行完整的建模仿真的系統，將其作用于目標偽裝效果評價時，沒有包含對紅外成像系統作用的目標對象和周圍環境進行建模仿真的分系統，仿真鏈路不完整。

中國科學院光電技術研究所擁有的專利技術“用于光電經緯儀的目標仿真方法”（專利申請號200310115502.0，授權公告號CN100443859C）公開了一種能同時對目標特性和背景特性進行仿真以生成復合圖像的方法。該方法能同時對目標軌跡、目標特性和背景進行仿真，將仿真結果送至目標圖像合成模塊完成整幅圖像的生成，將最終生成的圖像送至光電經緯儀的電視圖像處理系統，綜合驅動光電經緯儀的電視圖像系統、計算機數據處理系統和跟蹤控制系統，使儀器對仿真目標進行跟蹤。該方法可以快速完備地完成光電經緯儀的室內聯調、外場校飛和訓練工作，適合于仿真各種不同運動特征和成像特征的目標。該專利技術存在的不足是：目標特性仿真模塊只對目標在最終圖像中的成像大小、形狀和灰度分布進行仿真，不能對目標的紋理信息進行仿真，仿真結果還是不夠真實。

發明內容

本發明的目的在于克服上述現有技術的不足，提出一種基于全鏈路的紅外偽裝效果仿真系統及評估方法。該系統可以實現全鏈路仿真，更加真實地仿真偽裝效果。該方法基于全鏈路仿真結果實現效果評估，將目標的偽裝效果同周圍環境和紅外成像傳感器的性能聯系起來，可以更加方便準確地評估目標的偽裝效果。

為了實現上述目的，本發明的仿真系統包括五個模塊：目標仿真模塊、背景仿真模塊、環境仿真模塊、傳感器仿真模塊和偽裝效果合成仿真模塊；所述的目標仿真模塊、背景仿真模塊、環境仿真模塊、傳感器仿真模塊、偽裝效果合成仿真模塊通過總線相連接。

目標仿真模塊包括幾何模型仿真模塊和目標紋理仿真模塊；所述的幾何模型仿真模塊用于建立目標的幾何模型，目標紋理仿真模塊用于根據所采集的目標圖像進行紋理生成和紋理映射，輸出目標仿真圖。

背景仿真模塊包括幾何模型仿真模塊和背景紋理仿真模塊；所述的幾何模型仿真模塊用于建立背景的幾何模型，背景紋理仿真模塊用于根據所采集的背景圖像進行紋理生成和紋理映射，輸出背景仿真圖。

環境仿真模塊，用于根據所采集的大氣環境參數仿真大氣環境，輸出大氣紋理數據。