● 摘要
红外成像探测技术因其具备全天时和灵敏的探测能力已经发展成为精确制导武器系统的主要末制导成像手段。在基于红外成像的末制导武器系统的研制过程中，红外成像仿真技术发挥着重要的作用，通过仿真典型目标的红外特性，验证红外目标检测、跟踪、识别的效能，可以用于评估制导系统性能。目标和场景的红外特性仿真涉及光学、传热学、红外物理学、图像处理、计算机图形学等领域，是一个交叉性极强的研究课题，也是当今研究的难点和热点问题。本文围绕地面典型目标的红外成像仿真展开讨论，文中典型目标包括城市建筑物、桥梁及舰船目标。主要工作如下所述：(1)基于有限差分方法的多因素地面典型目标红外特性仿真本文研究了地面典型目标的热量传输过程，从热力学角度建立了相对完善、具有普适性的多因素红外仿真数学模型，分析了自然环境因素及目标的材料因素对目标红外特性的影响，讨论了影响因素的主次关系，最后采用计算机图形学方法绘制出逼真的红外仿真图像。(2)基于三维重建模型的红外特性仿真技术三维重建技术克服了传统的几何的建模技术的许多不足，在逼真度方面有无比的优越性。本文在详细分析三维重建模型与人工模型区别的基础上，讨论了基于三维重建模型红外成像仿真中存在的难点，基于文中提出的两个难点，提出顶点关联面片灰度均值法和基于红外材质球的红外预计算方法，改善了红外仿真图像质量，消除了局部仿真错误，提高了计算速度。