为了实现红外图像去噪声、去模糊的目的, 采用综合红外仿真建模技术、导向滤波和盲卷积去模糊的方法, 分析了导向滤波算法在视觉图像中的原理, 并提出了导向滤波算法的核心——导向图像; 采用红外视景仿真技术生成导向图像, 解决了导向图像来源问题, 并综合导向滤波和盲卷积去模糊算法, 有效去除了红外图像噪声和模糊。对综合算法进行了理论分析和实验验证, 取得了较满意的试验结果。结果表明, 导向滤波算法在处理时间(运行时间降低了25%, 从1.1ms降到0.8ms)和运行结果(峰值信噪比从36.7441dB提高到38.5138dB, 至少提高了4.5%)上均优于经典滤波算法, 在非实时条件下具有很好的处理结果。该研究对红外图像的预处理算法提供了有效的参考。

根据三维视景仿真场景实时性要求高的特点，对三维模型的建模及优化提出了更高要求。综合利用Multigen Creator和Terra Vista等软件，以“MQ-1捕食者”无人机为例，在虚拟现实技术的基础上，利用构造无人机模型过程中的自由度(DOF)控制技术、模型数据库优化技术和纹理映射技术等关键技术来实现对无人机动态实体模型的构建和任务飞行的模拟。对以无人机为主体的虚拟环境视景仿真建模关键技术进行研究，实现对无人机等视景仿真模型的构建、虚拟环境的建模，生成高效、优化的模型，为后续实时仿真应用以及在三维模型的优化以及地形、影像和地理信息系统(GIS)数据的相互精确匹配上，打下坚实基础。

为满足飞行模拟训练需求, 建立逼真的视景仿真环境, 需要对多通道投影进行拼接融合, 现有技术多依赖于投影机本身硬件支持。为降低硬件环境要求, 对现有的拼接算法进行研究和改进, 设计出合理高效的算法步骤, 将场景绘制模块生成的图像进行曲面生成和投影变换, 使其经过投影机投射到球带幕上后刚好可以生成正常的图像, 将位于多个投影机的投影区域重合部分的画面亮度做由明到暗的过渡处理, 使得不同投影机生成的图像可以平滑过渡。经过验证, 拼接融合系统处理后的图像, 可以实现多通道投影在球带幕上的无缝显示效果, 达到了预期指标要求。

由于国内对紫外的视景仿真研究较少, 本文提出了一种基于日盲紫外波段的电晕成像仿真方法。该方法研究了试验电压和探测距离对绝缘子缺陷电晕放电的紫外光子计数的影响, 提出了改进的经验公式。提出了利用像素点对应紫外光子仿真电晕放电的算法, 得到了电晕放电的紫外仿真图像。通过在 vieWTerra视景仿真平台中建立绝缘子模型, 获得了可见光图像。将可见光图像和紫外图像通过加权平均图像融合方法进行融合, 得到日盲紫外波段的电晕成像仿真图, 为研究日盲紫外视景仿真提供了参考。

为研究动态飞行中外界环境色彩对平显显示信息的视觉影响，研制了一套平显信息配色绩效评价模拟系统。首先,采用IData软件对飞行导航平显界面进行建模，设置平显颜色字符块变量;其次,将建模生成的平显画面导入模拟飞行视景中进行飞行模拟测试，在模拟飞行过程中调用JSBSim模型对飞行操作数据进行动力学解算;最后,在测试过程中根据不同的飞行视景改变不同的平显字符块颜色进行模拟操作绩效的考察。模拟系统使用了OSG视景仿真软件包进行高逼真度视景仿真开发，大幅度降低了模拟系统的开发周期与难度。经过若干飞行员的模拟飞行试验，显示画面无抖动、无畸变，平显信息配色过程中无明显的视觉延迟，完全满足飞行员的测试需要。

针对自主空中加油对接阶段锥套跟踪问题, 提出了一种基于tracking-learning-detection (TLD)的锥套跟踪算法。该算法将加油锥套的跟踪任务分解成跟踪、学习、检测3个部分。跟踪模块在LK光流法的基础上添加跟踪失败自检测, 筛选出好的跟踪点, 跟踪加油锥套; 检测模块构建级联分类器, 对滑动窗遍历得到的图像块进行分类并返回含有目标的图像块, 融合跟踪模块的跟踪框, 给出最终跟踪结果; 学习模块引入P-N约束修正错误样本并学习更新检测模块。利用Creator/Vega Prime软件对空中加油进行视景仿真, 在视景仿真视频上测试锥套跟踪算法。结果表明: TLD算法跟踪加油锥套成功率达95.5%, 处理每帧平均耗时31.4 ms, 能够满足加油锥套跟踪鲁棒性、准确率、实时性的要求。

采用外场试验进行机载光电搜救设备的训练和系统联调需要消耗大量的人力物力，针对这一问题，基于Vega Prime开发了一款机载光电搜救模拟仿真系统。该系统能够模拟光电搜救设备的所有功能，接收并响应操控手柄命令，输出PAL格式视频信号。仿真结果表明，该系统对光电搜救设备的研制具有指导意义，可以提高研发质量、缩短研制周期，降低成本。

在经纬仪研制中, 对跟踪控制系统的测试具有十分重要的意义。构建了经纬仪跟踪控制仿真测试系统的总体功能结构, 通过 Real-time Workshop (RTW)完成了跟踪控制算法的快速实现, 通过视景仿真完成了符合经纬仪成像特性和效果, 满足各种仿真测试需求的虚拟目标运动场景实时渲染。实际应用表明, 仿真测试系统达到了对经纬仪跟踪控制系统进行测试的目的, 解决了传统室内测试方法局限性大的问题, 不仅方便快速, 而且具有针对性和可重复性, 十分有利于实际经纬仪跟踪控制系统的分析与设计。

研究一种基于液晶光阀的动态光学目标模拟器用视景仿真镜头,给出了视景仿真镜头的设计实例。动态光学目标模拟器由内置液晶显示系统、视景仿真镜头、外置投影仪、计算机、电缆、调整机构组成。测试设备将命令发送到计算机,计算机根据接收的指令生成模拟地形图并控制液晶光阀将图像显示出来,液晶光阀位于视景仿真镜头的焦平面位置,视景仿真镜头对液晶光阀成像后形成平行光出射,可在有限距离上产生无限远效果模拟观测结果,光学敏感器接受模拟器的出射光线并成像完成模拟试验,视景仿真镜头采用二次成像的反远结构,同时为保证与液晶光阀出射光相互匹配,采用了远心光路的结构形式。视景仿真镜头的焦距f=-22.447 1 mm,视场角是对角线视场为45°,有效视场为30°1.5′×30°1.5′；全视场畸边＜1％,在Nyquist频率42.5 lp/mm处MTF＞0.45,系统长度325 mm；视景仿真镜头与敏感器镜头配合后在敏感器像面上的照度均匀性不小于95.4％。最后给出了视景仿真镜头的测试结果。

为了更好地演示无人直升机飞行控制的仿真效果, 开发了无人直升机飞行控制多通道视景仿真平台, 该平台使用3个通道在弧形大屏幕上演示仿真效果。软件部分使用Visual C++6.0编程, 利用Creator软件建立无人直升机三维模型和飞行场景, 采用Vega软件实现动画显示效果。硬件部分由3台计算机、3台投影仪和2个控制杆组成, 实现多通道视景仿真数据的传输及同步, 以及三通道视锥配置, 并实现三通道渲染场景的无缝拼接。通过无人直升机在此平台上的飞行仿真证明, 该多通道视景仿真系统比传统视景系统的显示效果更为突出。