多目標(biāo)紅外視景仿真技術(shù)研究.pdf

1、先進(jìn)的導(dǎo)彈攻防技術(shù)在現(xiàn)代戰(zhàn)爭中占有重要的一席之地。以較低的成本模擬多樣化作戰(zhàn)場景,滿足紅外攻防武器測試的實(shí)際需求成為研究熱點(diǎn)。視景仿真技術(shù)對軍事裝備及戰(zhàn)場環(huán)境進(jìn)行很好的模擬,使人獲得真實(shí)、自由的視覺感受,是武器裝備開發(fā)和性能測試過程中的有效手段。當(dāng)前大部分研究將注意力集中在單純的視景仿真程序開發(fā)或半實(shí)物仿真系統(tǒng)的搭建,沒有形成完整的紅外武器性能測試系統(tǒng);仿真對象多為某一特定戰(zhàn)場目標(biāo),與復(fù)雜的真實(shí)戰(zhàn)場環(huán)境存在一定差別。將視景仿真技術(shù)應(yīng)用到

2、現(xiàn)有半實(shí)物仿真系統(tǒng)架構(gòu)中,并且在仿真程序中添加多個(gè)相互作用的運(yùn)動目標(biāo),使仿真結(jié)果更加真實(shí)可靠,為紅外武器開發(fā)和性能評估提供解決方案,具有重要的價(jià)值和意義。
　　本課題結(jié)合虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù),空氣動力學(xué)和紅外輻射相關(guān)理論,以天空背景下飛機(jī)飛行過程中發(fā)射紅外干擾彈的場景為原型,通過對這一戰(zhàn)場環(huán)境下的作戰(zhàn)過程建立模型并進(jìn)行仿真研究,最終搭建多目標(biāo)復(fù)雜戰(zhàn)場環(huán)境下的通用紅外視景生成系統(tǒng)。本文主要研究內(nèi)容如下:
　　首先,對干擾彈運(yùn)動規(guī)律和整

3、個(gè)場景紅外輻射特性進(jìn)行研究:以空氣動力學(xué)理論為基礎(chǔ),采用有限元分析方法,對紅外干擾彈所處的空間流場進(jìn)行建模分析;以普朗克定律為理論依據(jù),充分考慮有關(guān)輻射強(qiáng)度的各種影響因素,分析場景和運(yùn)動目標(biāo)的紅外輻射輻射特性,完成紅外視景仿真實(shí)驗(yàn)前期準(zhǔn)備工作。
　　其次,設(shè)計(jì)多目標(biāo)紅外仿真系統(tǒng)的軟件方案。結(jié)合Creator和VegaPrime開發(fā)環(huán)境建立飛行目標(biāo)和飛行場景的三維模型并進(jìn)行視景仿真;設(shè)計(jì)圖像接收、實(shí)時(shí)參數(shù)計(jì)算和PXI設(shè)備驅(qū)動等視景仿

4、真系統(tǒng)配套軟件,實(shí)現(xiàn)飛行器進(jìn)行紅外防御場景的實(shí)時(shí)仿真、圖像數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)傳輸以及模擬陣列驅(qū)動器的控制。
　　之后,搭建以PXI總線為核心的系統(tǒng)硬件平臺,建立圖像生成計(jì)算機(jī)、工業(yè)控制計(jì)算機(jī)和陣列驅(qū)動器之間的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)。對紅外模擬陣列驅(qū)動器進(jìn)行重點(diǎn)設(shè)計(jì),實(shí)現(xiàn)由數(shù)字圖像數(shù)據(jù)到模擬電壓信號的轉(zhuǎn)換,進(jìn)而點(diǎn)亮紅外模擬陣列,形成真實(shí)的紅外輻射源。
　　最后,完成仿真系統(tǒng)各功能單元的測試和聯(lián)接,搭建完整紅外視景仿真系統(tǒng),通過實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行觀察分