复杂目标红外辐射特性一体化建模方法

摘要

一种复杂目标红外辐射特性一体化建模方法，基于辐射度学光谱射线追踪方法，考虑复杂目标表面的自身红外辐射、双向反射分布函数模型，以及非均匀尾焰气体的红外辐射模型；射线追踪的过程采用对探测器焦平面像素进行采样生成射线束，针对每条射线计算其与场景中的复杂目标的相交情况；对每个交点计算辐射反射值，将该像素所有射线获得的辐射亮度进行采样重建，得到探测器该像素处的光谱形式的辐射亮度；最后对所需红外谱段进行积分，获得探测器所接收到的目标红外辐射特性值。本发明以光谱射线追踪方法贯穿整个求解过程，并建立适用射线追踪形式的求解模型，适用于对包含尾焰的复杂目标飞行器在特定飞行状态下的红外辐射特性仿真。

主权项

一种复杂目标红外辐射特性一体化建模方法，其特征在于，包含以下步骤：S1、将获取的复杂目标红外辐射特性仿真所需的所有输入参数和条件组织成XML格式，为复杂目标红外辐射特性一体化建模方法提供输入条件；S2、建立适用于光谱射线追踪方法的目标表面红外辐射求解模型，即计算目标蒙皮自身辐射模型，并基于该目标表面红外辐射求解模型对复杂目标的表面区域进行预处理；S3、建立适用于光谱射线追踪方法的目标表面红外反射求解模型，即计算目标蒙皮BRDF反射模型，并基于该目标表面红外反射求解模型对复杂目标的表面区域进行预处理；S4、建立适用于光谱射线追踪方法的非均匀尾焰气体组分红外辐射计算模型，并基于该非均匀尾焰气体组分红外辐射计算模型对复杂目标的尾焰区域进行预处理；S5：针对探测器及其视线方向，对探测器焦平面阵列像素进行采样，生成亚像素光谱射线束，向场景中目标投射射线束；针对每条亚像素光谱射线追踪射线路径，计算其与场景中的目标三角面元网格的交点；S6、对复杂目标的不同区域，采用S2和S3中建立的模型，计算每一个交点处的辐射反射值；S7、递归计算亚像素光谱射线与场景相交的过程，把所有计算的辐射亮度加到该亚像素光谱射线接收总辐射亮度中；S8、对每个探测器焦平面阵列的像素处的亚像素射线获得的光谱辐射值进行采样重建，匹配滤波，获得该像素的光谱总辐射亮度；S9、利用获得的探测器焦平面阵列的各像素处的光谱辐射值，对谱段进行积分，从而获得复杂目标的红外辐射亮度值。