建立了完善的卫星温度场与红外特性的理论计算模型，并对卫星3～6 μm 和6～16 μm 波段的红外热像进行了可视化仿真。首先根据卫星、地球和太阳的位置关系，计算了卫星接收的空间热流；然后利用有限元法求解瞬态热平衡方程得到了卫星的表面温度分布；最后在3～6 μm 和6～16 μm 波段分别计算了卫星的红外辐射出射度并对卫星的红外热像进行了可视化仿真。研究结果对于空间目标的红外探测与识别具有参考价值。

建立了完善的卫星温度场与红外特性的理论计算模型。首先根据卫星、地球和太阳的位置关系，计算了卫星接收的空间热流；其次利用有限元法求解瞬态热平衡方程，得到了卫星的表面温度分布；然后在3~6 μm 和6~16μm 波段分别计算了卫星作为点源时的红外辐射强度空间分布；最后比较了卫星、卫星本体和卫星太阳翼在红外双波段的辐射强度，并详细分析了空间热流对卫星红外特性的影响。文章的研究结果对于空间目标的红外探测与识别具有参考价值。

建立了完善的空间气球温度场与红外辐射特征的理论计算模型。首先建立了计算所需要的空间坐标系并计算了空间气球接收到的空间辐射热流,其次利用有限元软件ANSYS 10.0 求解瞬态热平衡方程得到了空间气球的表面温度分布,然后在3~6 μm 和6~16 μm 红外波段分别计算了空间气球作为点源时的红外辐射强度空间分布,最后详细比较并分析了空间气球与空间弹道式目标在表面温度分布和红外辐射强度空间分布的不同。文章的研究结果对于空间目标的红外探测与识别具有参考价值。

针对目标部分被树木遮挡时造成的识别困难,提出了基于成像激光雷达(Ladar)的自动目标识别算法。介绍了采用的数据分类、数据拼接、目标姿态调整和基于高度直方图的目标识别等方法的操作步骤。应用图像处理技术对场景数据进行分类,实现地面、目标和树木的分离;利用图像帧之间内在的相关性,采用“由粗到精”的方法求出数据变换矩阵并进行数据拼接;根据目标位置的法线方向进行目标姿态调整得到目标高度直方图。最后,将采集的目标高度直方图同存储的模型高度直方图进行匹配,识别出目标类型。实验结果表明:目标提取部分占目标总面积的90%以上,对目标的识别率高于99%,基本满足自动目标识别算法的稳定可靠、识别率高、抗干扰能力强等要求。

为了从红外热图像中识别和跟踪目标,提出了一种采用数学形态学和小波变换相结合的红外图像处理新方法.该方法首先利用形态开、闭滤波器组对原始图像进行平滑处理;然后采用一种改进的数学形态学的分水岭算法对红外图像进行分割,同时利用考虑了图像纹理信息的小波阈值对分割的图像进行滤波处理;最后针对过分割问题提出了一种利用区域灰度中值对分割区域进行融合处理的算法.实验结果及算法性能评估结果表明,该方法能够较好地解决红外目标的识别问题,具有较好的实用性.

对目标和背景组成的场景的红外特性进行了实时仿真.为实现红外场景实时仿真,以场景的红外特性数据库为基础,将机器学习算法引入到仿真之中.利用遗传算法优化权值的神经网络建立了场景温度模型,结合三维可视化显示技术,模拟出不同设定条件下的场景红外图像.仿真结果显示,采用该模型的场景温度计算值和实测结果相符,并能够满足仿真对实时性的要求.

目标表面温度和红外辐射的理论计算对红外热像的模拟、控制目标红外辐射进而实现红外隐身等领域有着重要意义.各种复杂因素的影响导致地面目标表面温度的计算非常复杂.边界条件对目标的表面温度理论计算精度有着重要的影响,分析了影响目标表面温度边界条件的各种因素,得到了计算地面目标表面温度的一般方法.以一维导热微分方程为例,计算了某建筑物墙壁外表面温度白天随时间的变化关系,并与实际测量值进行了比较,结果表明理论计算较为准确.最后在此基础上,对 目标的红外辐射进行了理论计算和讨论.