[发明专利]基于全链路的红外伪装效果仿真系统及评估方法

说明书

技术领域

本发明属于电子技术领域，更进一步涉及光电系统仿真与评估技术领域中的一种基于全链路的红外伪装效果仿真系统及评估方法。本发明的系统可用于对伪装目标的红外伪装效果进行更完整更真实的仿真，本发明的方法可用于方便准确地评估伪装目标的伪装效果。

背景技术

红外成像传感器已被广泛应用于现代武器装备中，如何针对不同的红外成像传感器进行工程伪装是现代伪装技术所要解决的问题。要解决该问题必须从现场战术性能方面对伪装装备进行论证与实验，获得红外成像传感器感知伪装目标和背景的图像，并进行客观准确的评估。

目前，现有的针对伪装论证和试验评估的方法有伪装目标的辐射特性、几何特性和光谱特性评价方法，伪装目标与背景图像的相似度评价方法，基于图像特征的伪装效果评估方法等，这些方法都是依据外场试验所采集的数据和图像来进行伪装效果评估的，主要停留在伪装图像的可视化和效果评价阶段，较少与面向人眼视觉的成像侦察系统性能和面向机器视觉的成像制导系统性能进行有效的联系，无法准确定量评估伪装器材、军事装备及阵地在特定环境下能否有效对付敌方侦察和精确制导武器的攻击性能。

通常进行外场试验要消耗大量的人力物力，稳定性和可重复性差，受天气影响较大，而利用计算机搭建仿真平台可以仿真目标在不同的环境和不同的传感器作用下的伪装效果，可以在实验室条件下实现，方便快捷，节省人力和物力。

北京航空航天大学所拥有的专利技术“一种针对红外成像系统的全数字仿真系统及其仿真方法”（专利申请号201110115863.X，授权公告号CN102184288B）公开了一种针对红外成像系统的全数字仿真系统及其仿真方法。该仿真系统由仿真平台、仿真成员库、仿真信息表、多个仿真成员和仿真客户端构成，仿真方法具体是构建并注册仿真成员，然后配置仿真过程，再由仿真平台根据仿真过程对仿真成员进行仿真推进，并在仿真完成后对所仿真的系统进行性能评估。该发明能通过已开发的仿真成员完成对红外成像系统虚拟样机的快速搭建，可实现单个分系统独立仿真、多个分系统联合仿真以及整个虚拟样机的分布式协同仿真。该仿真系统能够兼容多类红外成像系统，是一种通用的仿真模型，具有灵活开放的仿真架构。该专利技术存在的不足是：只针对红外成像系统进行完整的建模仿真的系统，将其作用于目标伪装效果评价时，没有包含对红外成像系统作用的目标对象和周围环境进行建模仿真的分系统，仿真链路不完整。

中国科学院光电技术研究所拥有的专利技术“用于光电经纬仪的目标仿真方法”（专利申请号200310115502.0，授权公告号CN100443859C）公开了一种能同时对目标特性和背景特性进行仿真以生成复合图像的方法。该方法能同时对目标轨迹、目标特性和背景进行仿真，将仿真结果送至目标图像合成模块完成整幅图像的生成，将最终生成的图像送至光电经纬仪的电视图像处理系统，综合驱动光电经纬仪的电视图像系统、计算机数据处理系统和跟踪控制系统，使仪器对仿真目标进行跟踪。该方法可以快速完备地完成光电经纬仪的室内联调、外场校飞和训练工作，适合于仿真各种不同运动特征和成像特征的目标。该专利技术存在的不足是：目标特性仿真模块只对目标在最终图像中的成像大小、形状和灰度分布进行仿真，不能对目标的纹理信息进行仿真，仿真结果还是不够真实。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提出一种基于全链路的红外伪装效果仿真系统及评估方法。该系统可以实现全链路仿真，更加真实地仿真伪装效果。该方法基于全链路仿真结果实现效果评估，将目标的伪装效果同周围环境和红外成像传感器的性能联系起来，可以更加方便准确地评估目标的伪装效果。

为了实现上述目的，本发明的仿真系统包括五个模块：目标仿真模块、背景仿真模块、环境仿真模块、传感器仿真模块和伪装效果合成仿真模块；所述的目标仿真模块、背景仿真模块、环境仿真模块、传感器仿真模块、伪装效果合成仿真模块通过总线相连接。

目标仿真模块包括几何模型仿真模块和目标纹理仿真模块；所述的几何模型仿真模块用于建立目标的几何模型，目标纹理仿真模块用于根据所采集的目标图像进行纹理生成和纹理映射，输出目标仿真图。

背景仿真模块包括几何模型仿真模块和背景纹理仿真模块；所述的几何模型仿真模块用于建立背景的几何模型，背景纹理仿真模块用于根据所采集的背景图像进行纹理生成和纹理映射，输出背景仿真图。

环境仿真模块，用于根据所采集的大气环境参数仿真大气环境，输出大气纹理数据。