| 题名 | 实时闭环红外成像仿真测试系统关键技术研究 |
| 作者 | 于洋 |
| 答辩日期 | 2010-05-28 |
| 文献子类 | 博士 |
| 授予单位 | 中国科学院研究生院 |
| 导师 | 汤心溢 |
| 关键词 | 实时闭环 红外场景仿真 三维渲染 红外辐射建模 并行理论与多级流水线技术 |
| 学位专业 | 电路与系统 |
| 英文摘要 | 红外成像系统仿真技术在科学评价系统性能、缩短研制周期、研究相关图像处理算法、节约人力物力成本等方面，发挥了重要的作用。在红外运动平台的探测跟踪系统的仿真测试中，迫切需要闭环、实时的仿真系统。而通常的仿真技术受算法复杂度、运算能力及接口瓶颈等限制，只能提供离线或开环的仿真手段，难以满足实际的应用需求。为此，本文在总结了现有红外场景仿真技术算法，综合了红外辐射建模理论与实时计算机图形学理论的基础上，对算法的实时性进行了优化改进，并构建了基于多DSP并行处理硬件的实时红外成像仿真系统演示平台。本文主要完成了以下研究工作：(1) 研究了红外动态场景仿真的一系列相关技术，在现有研究水平的基础上对红外目标模型库进行了完善与优化改进。对地面机动目标采用改进的蒙特卡洛法求解温度场分布情况，对比了二种不同的随机点产生方法，提高了仿真精度与计算速度。对于空中飞行目标，采用气动加热经验公式分析了红外辐射特性，采用粒子系统结合双层布告板技术，提高了尾焰仿真的真实感和渲染速度。在此基础上进行了多种类典型目标的红外动态可视化仿真。(2) 结合红外辐射理论与计算机图形学理论，完整开发了专用的红外三维场景实时渲染引擎，该引擎实现了商用引擎如DirectX或OpenGL的主要功能，特别适用于嵌入式平台及高精度浮点运算的应用。该引擎独立于操作系统，使得仿真系统不必局限在计算机平台上；灰度分辨率可控；综合了计算机图形学的多种加速思想，对目标的红外辐射建模与仿真过程进行了优化。(3) 针对实时、闭环红外场景仿真系统的应用需求，搭建了基于多DSP并行处理硬件的红外场景仿真演示平台，采用三级流水线与并行计算技术对系统进行了实现。系统吞吐率与响应时间等主要指标，初步满足了实时、闭环仿真的应用需求。该平台具有较强的可扩展性，本文工作为进一步提高系统性能奠定了基础。 |
| 学科主题 | 红外系统与元部件 |
| 公开日期 | 2012-09-11 |
| 内容类型 | 学位论文 |
| 源URL | [http://202.127.1.142/handle/181331/5136]  |
| 专题 | 上海技术物理研究所_上海技物所 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 于洋. 实时闭环红外成像仿真测试系统关键技术研究[D]. 中国科学院研究生院. 2010. |
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