[發明專利]一種基于小子樣的紅外目標輻射特性仿真模型校核驗證方法

在審

• 申請號: 201610959389.1
• 申請日: 2016-11-03
• 公開（公告）號: CN106600635A
• 公開（公告）日: 2017-04-26
• 發明（設計）人: 洪澤華;陸志灃;張勵;蘇穎;謝鍇;賴鵬
• 申請（專利權）人: 上海機電工程研究所
• 主分類號: G06T7/44
• 分類號: G06T7/44
• 代理公司: 上海漢聲知識產權代理有限公司31236
• 代理人: 郭國中

技術領域

本發明涉及建模仿真領域，尤其涉及一種支持只有少量樣本的情況下進行仿真模型校核驗證的簡便有效的方法。

背景技術

仿真模型校核驗證是為了保證仿真模型有效性而開展的一項工作，模型驗證過程就是確定仿真模型逼近仿真對象程度的過程。目前的仿真是模型驅動的，模型的有效與否，直接決定了仿真是否可信。

仿真模型校驗方法一般有定性和定量兩種。定性方法典型的有圖靈測試法、圖形比較法等，主要是根據專家的經驗從主觀上判斷仿真模型的有效性。定量方法通常以真實系統為參考，采用統計分析方法或數學解析方法，在相同輸入條件下，比較仿真系統與參考系統輸出之間的差異。

仿真模型定性校驗，操作簡便易行，成本低，但定性方法依賴專家經驗的主觀判斷，置信度上難以保證。定量校驗以真實系統為參考，置信度有保證，但成本高，校驗過程復雜，效率較低。

發明內容

針對紅外目標輻射特性仿真模型的特點，以及現有校驗法的不足，本發明提出了一種基于小子樣的紅外目標輻射特性仿真模型校核驗證方法，降低了仿真模型校驗的成本和復雜度，同時在一定程度上保證仿真模型校核的置信度。

目標的紅外輻射特性形成的紅外圖像具有的以下特點：1.相同狀態下的同一類目標，其紅外輻射亮度分布相同；2.紅外目標具有明顯的輻射特征區域，如飛行器的尾焰、進氣口、蒙皮等。根據上述特點，本發明采用如下方案實現基于小子樣的紅外目標輻射特性仿真模型校驗：

S1、獲取真實目標在不同狀態下的紅外輻射圖像，并讀取紅外輻射亮度真實數據；

S2、根據步驟S1中的目標狀態，采用相同的狀態參數，運行仿真模型，輸出目標紅外輻射亮度模擬數據；

S3、對真實數據和模擬數據分別進行統計，形成各自的輻射亮度直方圖；

S4、在直方圖中選取具有代表性的輻射亮度特征區間，分別統計區間內真實數據和模擬數據的輻射亮度分布數；

S5、采用秩和檢驗法，計算秩和檢驗的統計量，判斷真實數據和模擬數據是否屬于同一樣本，如果屬于同一樣本，則說明仿真模型具體較好的置信度，否則，說明仿真模型存在較大誤差，需重新調整模型參數，再進行校驗。

優選地，所述步驟S2中目標狀態是指目標相對觀測者的俯仰角、偏航角，目標的運動參數等。

優選地，所述步驟S3中的直方圖的橫坐標為目標的輻射亮度，縱坐標為像素值。

優選地，上述步驟S4中的輻射亮度特征區間包括

1)目標的最大輻射亮度區域；

2)輻射圖像中的背景區域；

3)目標表面輻射亮度；

4)目標具有明顯紅外輻射特性的區域。

上述方法可用于樣本量很少的情況下的模型校驗。

與現有技術相比，本發明具有以下有益效果：

既降低了仿真模型校核驗證的成本和復雜度，同時在很大程度上保證了模型校驗的置信度。

附圖說明

以下將結合附圖和實施例對本發明作進一步詳細說明。

圖1為本發明實施例的仿真模型校核驗證流程圖；

圖2為本發明實施例中飛行器不同狀態下的紅外輻射圖及相應的直方圖；

圖3為本發明實施例中不同狀態下的飛行器特征區域的紅外輻射直方圖讀數表

具體實施方式

下面結合具體實施例對本發明進行詳細說明。以下實施例將有助于本領域的技術人員進一步理解本發明，但不以任何形式限制本發明。應當指出的是，對本領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明構思的前提下，還可以做出若干變形和改進。這些都屬于本發明的保護范圍。

實施例

本實施例以空中某飛行器的紅外輻射特性仿真模型為例。

如圖1所示，在步驟101中，為了降低空中目標飛行狀態參數的難度，紅外輻射圖像采集設備架設下飛行器飛行航線的正下方。飛行器以固定的速度，在固定的高度上巡航，這樣就可以保證目標相對觀測者的偏航角、目標的運動等狀態參數保持不變，改變的只有俯仰角，而且俯仰角可以計算得出。

本實施例中，選取俯仰角分別為5度、10度、15度、20度、25度等5個狀態，其它參數保持不變。讀取這5個狀態下的紅外輻射圖像數據，為了敘述方便，以下簡稱“真實目標圖像”。