[發明專利]一種飛機尾焰紅外圖像光線跟蹤優化仿真方法

在審

• 申請號: 202011608365.4
• 申請日: 2020-12-29
• 公開（公告）號: CN114692368A
• 公開（公告）日: 2022-07-01
• 發明（設計）人: 叢明煜;于鯤;張巖;李雨澤;武艷偉;劉光宏
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學;中國電子科技集團公司信息科學研究院
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20
• 代理公司: 哈爾濱市陽光惠遠知識產權代理有限公司 23211
• 代理人: 劉景祥

1.一種飛機尾焰紅外圖像光線跟蹤優化仿真方法，其特征在于，所述優化仿真方法包括以下步驟：

步驟一、在某一像素區域內進行隨機位置采樣，確定需要計算尾焰出射輻射亮度的視線方向；

步驟二、沿確定的視線方向進行跟蹤，確定視線與飛機尾焰的相交位置，并隨機采樣視線與尾焰的相交路徑深度，計算采樣視線路徑的輻射亮度貢獻L_PM；

步驟三、對步驟二得到的采樣視線路徑輻射亮度貢獻L_PM進行蒙特卡洛積分，計算出整個視線方向的飛機尾焰出射輻射亮度L_P；

步驟四、重復步驟一到三，通過蒙特卡洛積分計算出每個像素對應的平均輻射亮度，生成飛機尾焰紅外圖像。

2.根據權利要求1所述一種飛機尾焰紅外圖像光線跟蹤優化仿真方法，其特征在于，所述步驟二在進行采樣視線路徑的輻射亮度貢獻時需要對采樣路徑上各點的輻射影響進行累加。

3.根據權利要求2所述一種飛機尾焰紅外圖像光線跟蹤優化仿真方法，其特征在于，所述步驟二具體為，將路徑輻射亮度積分的被積函數替換為的形式，定義線積分權重函數為w_t(s)，

整個視線方向的出射輻射亮度L_om(p₁,ω_o)表示為，

其中L_me(s)為尾焰介質自發輻射亮度；d為成像視線穿過尾焰介質的路徑長度；，t為路徑線上距離為0～d范圍內的線積分變量；τ_m(t)為路徑線上距離為0～t范圍內的介質透過率；τ_m(s)為路徑線上距離為0～s范圍內的介質透過率；μ_t(t)為路徑線上距離為0～t范圍內的介質消光系數；s為路徑線上距離為0～t范圍內的任意一點；

則視線采樣路徑的輻射亮度貢獻L_PM(t)表示為

4.根據權利要求1所述一種飛機尾焰紅外圖像光線跟蹤優化仿真方法，其特征在于，所述步驟三中整個視線方向的出射輻射亮度L_P(p₁,w_o)表示為

其中L_me(t)為為尾焰介質自發輻射亮度；

采用透過率路徑采樣的混合積分蒙特卡洛計算方程為

其中N_m為蒙特卡洛積分隨機采樣數量；n為隨機采樣序號；t_n為第n個隨機采樣條件下的路徑線積分變量。

5.根據權利要求4所述一種飛機尾焰紅外圖像光線跟蹤優化仿真方法，其特征在于，若飛機尾焰的輻射特性空間分布狀態采用三維軸向均勻網格進行建模，則每個網格基元內部的輻射特性參數相同。