[發明專利]一種飛機紅外紋理圖像生成方法

有效

• 申請號: 201811308517.1
• 申請日: 2018-11-05
• 公開（公告）號: CN109658496B
• 公開（公告）日: 2021-04-13
• 發明（設計）人: 黃曦;單仝;雷越;吳鑫;劉德連;張建奇;衛旭亮
• 申請（專利權）人: 西安電子科技大學
• 主分類號: G06T17/00
• 分類號: G06T17/00;G06T19/20;G06F30/15;G06F30/20
• 代理公司: 西安嘉思特知識產權代理事務所(普通合伙) 61230
• 代理人: 張捷

本發明涉及一種飛機紅外紋理圖像生成方法，首先建立飛機蒙皮三維模型，獲取飛機蒙皮溫度場數據，生成三維溫度模型，然后導出三維白板模型，并對三維白板模型進行貼圖處理，生成彩色編碼模型，將三維溫度模型和彩色編碼模型進行截圖對比，將對應位置點的溫度數據填入彩色編碼表中，獲取飛機溫度紋理圖像；獲取飛機的光學特征數據，并將所述光學特征數據添加到所述飛機溫度紋理圖像上，生成飛機紅外紋理圖像。本發明利用彩色編碼表逐點進行溫度提取，由于虛擬相機的位置、方向是可調的，彩色編碼表的大小、精度也是可調的，因此，在進行溫度提取的過程中可以滿足不同的精度需求，當參數設置合適，得到的結果將十分精確。

技術領域

本發明屬于圖像處理和仿真技術領域，具體涉及一種飛機紅外紋理圖像生成方法。

背景技術

紅外制導技術的發展促進了紅外隱身飛機的發展。采用一些有效措施削弱或抑制飛機的紅外輻射能量，使得攻擊導彈只能在盡可能短的距離內探測到飛機，從而導致導彈在短距離內難以攻擊飛機，降低命中概率，便可以實現所謂的飛機紅外隱身，提高了紅外對抗中的生存能力。

目前針對飛機紅外輻射特征的研究主要有兩種比較經典的方法，一是通過試飛獲得真實環境下的飛行數據與理論數據進行對比的試驗，二是利用計算機對飛機進行理論或者工程模擬仿真。飛機進行試飛的這種方法，雖然可以得到真實飛機紅外輻射特性，但是需要消耗的人力成本、時間成本和資源成本是非常巨大的，另外這種方法依賴于天氣、地理位置等因素。利用計算機對飛機進行紅外模擬仿真克服了上面的不足，同樣可以得到可靠的紅外輻射特性。飛機的紅外輻射主要來源于飛機蒙皮的氣動加熱和發動機的排氣系統。其中，飛機蒙皮主要紅外輻射是波段，是現代紅外搜索跟蹤系統和紅外制導導彈的主要探測和打擊目標。飛機蒙皮的紅外輻射主要來源于飛機表面蒙皮和空氣接觸產生的熱量，所以飛行的氣動參數的獲取尤為重要。

在早期人們對于飛機氣動參數的獲得只能利用已有的經驗公式，雖然可以解決部分問題，但是對于經驗的依賴性較大，且受到很大的限制和需要消耗大量的時間。目前，飛機氣動參數相關研究主要通過風動實驗、數值仿真和飛行試驗這三種方法。這三種方法互相驗證、相互支撐、缺一不可。由于飛行試驗需要高昂的成本和擁有巨大的風險，各種航天航空飛行器中涉及的氣動問題和熱問題，主要依靠風洞實驗和計算流體力學(Computational Fluid Dynamics，CFD)數值模擬獲得。當前主要采用的是風洞實驗來進行飛行器氣動設計，但是風洞實驗可以模擬的氣動參數范圍有限，很難完全模擬真實的飛行狀態。伴隨著CFD的發展和應用，CFD可以計算真實飛行參數下的氣動數據，還可以進行數值模擬飛行。因此本文使用CFD來計算飛機蒙皮的三維溫度場。

飛機蒙皮的紅外紋理包括溫度特性和光學屬性，但是CFD計算出的溫度場數據僅能代表其熱特性。在進行飛機蒙皮的三維紅外仿真時，直接利用三維溫度數據，沒有包含飛機蒙皮光學屬性，不能體現飛機不同部位的光學屬性，且很難對仿真結果修正。

發明內容

為了解決現有技術中存在的上述問題，本發明提供一種飛機紅外紋理圖像生成方法。本發明要解決的技術問題通過以下技術方案實現：

本發明實施例提供一種飛機紅外紋理圖像生成方法包括如下步驟：

步驟1：建立飛機蒙皮三維模型，對所述飛機蒙皮三維模型進行處理生成飛機蒙皮溫度場，并保存飛機蒙皮溫度場數據；

步驟2：根據所述飛機蒙皮溫度場數據生成三維溫度模型；

步驟3：從所述飛機蒙皮三維模型中導出三維白板模型，利用彩色編碼表對所述三維白板模型進行貼圖處理，生成彩色編碼模型；

步驟4：將所述三維溫度模型和所述彩色編碼模型進行截圖對比，將對應位置點的溫度數據填入所述彩色編碼表中，獲取飛機溫度紋理圖像；

步驟5：獲取飛機的光學特征數據，并將所述光學特征數據添加到所述飛機溫度紋理圖像上，生成飛機紅外紋理圖像。