[发明专利]一种飞机尾焰红外图像光线跟踪优化仿真方法

权利要求书

1.一种飞机尾焰红外图像光线跟踪优化仿真方法，其特征在于，所述优化仿真方法包括以下步骤：

步骤一、在某一像素区域内进行随机位置采样，确定需要计算尾焰出射辐射亮度的视线方向；

步骤二、沿确定的视线方向进行跟踪，确定视线与飞机尾焰的相交位置，并随机采样视线与尾焰的相交路径深度，计算采样视线路径的辐射亮度贡献L_PM；

步骤三、对步骤二得到的采样视线路径辐射亮度贡献L_PM进行蒙特卡洛积分，计算出整个视线方向的飞机尾焰出射辐射亮度L_P；

步骤四、重复步骤一到三，通过蒙特卡洛积分计算出每个像素对应的平均辐射亮度，生成飞机尾焰红外图像。

2.根据权利要求1所述一种飞机尾焰红外图像光线跟踪优化仿真方法，其特征在于，所述步骤二在进行采样视线路径的辐射亮度贡献时需要对采样路径上各点的辐射影响进行累加。

3.根据权利要求2所述一种飞机尾焰红外图像光线跟踪优化仿真方法，其特征在于，所述步骤二具体为，将路径辐射亮度积分的被积函数替换为的形式，定义线积分权重函数为w_t(s)，

整个视线方向的出射辐射亮度L_om(p₁,ω_o)表示为，

其中L_me(s)为尾焰介质自发辐射亮度；d为成像视线穿过尾焰介质的路径长度；，t为路径线上距离为0～d范围内的线积分变量；τ_m(t)为路径线上距离为0～t范围内的介质透过率；τ_m(s)为路径线上距离为0～s范围内的介质透过率；μ_t(t)为路径线上距离为0～t范围内的介质消光系数；s为路径线上距离为0～t范围内的任意一点；

则视线采样路径的辐射亮度贡献L_PM(t)表示为

4.根据权利要求1所述一种飞机尾焰红外图像光线跟踪优化仿真方法，其特征在于，所述步骤三中整个视线方向的出射辐射亮度L_P(p₁,w_o)表示为

其中L_me(t)为为尾焰介质自发辐射亮度；

采用透过率路径采样的混合积分蒙特卡洛计算方程为

其中N_m为蒙特卡洛积分随机采样数量；n为随机采样序号；t_n为第n个随机采样条件下的路径线积分变量。

5.根据权利要求4所述一种飞机尾焰红外图像光线跟踪优化仿真方法，其特征在于，若飞机尾焰的辐射特性空间分布状态采用三维轴向均匀网格进行建模，则每个网格基元内部的辐射特性参数相同。