紅外多光譜圖像仿真研究.pdf

1、紅外多光譜圖像仿真是現(xiàn)代紅外科技領(lǐng)域的關(guān)鍵技術(shù)之一，它結(jié)合了紅外物理學(xué)、傳熱學(xué)、計(jì)算機(jī)圖形學(xué)和虛擬現(xiàn)實(shí)等多項(xiàng)技術(shù)，為紅外多光譜成像系統(tǒng)及相關(guān)應(yīng)用提供了一個(gè)逼真模擬平臺(tái)。本文的主要研究工作是對(duì)通過(guò)熟悉紅外多光譜圖像仿真一般流程，并具體針對(duì)基于Vega 平臺(tái)的紅外仿真進(jìn)行改進(jìn)。傳統(tǒng)Vega 紅外仿真方法中物體溫度是基于一維熱導(dǎo)方程，與真實(shí)物理過(guò)程相差較大。本文提出的基于Vega與ANSYS的紅外多光譜圖像仿真采用三維熱導(dǎo)方程，使得紅外仿真結(jié)

2、果更加逼近真實(shí)情況。本文提出了兩種基于Vega 平臺(tái)紅外多光譜圖像仿真方法，均能得到不同季節(jié)、天氣、時(shí)間等不同成像條件下的紅外多光譜圖像。
　　 本文首先介紹了紅外輻射在大氣中的傳輸特性，分析了不同大氣成分對(duì)不同波段紅外輻射傳輸?shù)挠绊懀⒔o出了相應(yīng)的計(jì)算公式來(lái)定量計(jì)算大氣對(duì)紅外輻射衰減，本文是通過(guò)MAT 設(shè)定相應(yīng)成像條件條件來(lái)計(jì)算得到大氣數(shù)據(jù)。接著論述了紅外多光譜圖像仿真中幾個(gè)重要環(huán)節(jié)實(shí)現(xiàn)過(guò)程，主要利用Vega 平臺(tái)進(jìn)行紅外多光

3、譜圖像仿真，這是一種便捷手段。介紹了Vega 平臺(tái)、Pro/Engineer 進(jìn)行目標(biāo)建模和MultiGenCreator 背景建模過(guò)程，討論了一般溫度場(chǎng)模型以及求解方法和如何利用ANSYS 進(jìn)行溫度場(chǎng)有限元分析，給出了紅外多光譜傳感器系統(tǒng)仿真框架和實(shí)現(xiàn)方法。最后本文詳細(xì)描述了兩種基于Vega 平臺(tái)的紅外多光譜圖像仿真方法：一種是直接利用可見光圖像將其轉(zhuǎn)為8~12μm 內(nèi)四個(gè)子波段紅外圖像，這種方法具有高效特點(diǎn)，避免了復(fù)雜的三維建模工作