一种船体红外视景的快速生成方法技术

本发明专利技术涉及一种船体红外视景的快速生成方法，其特殊之处在于，根据船体表面温度与气象条件的实测数据，建立了典型船体表面材质的温度场工程计算模型；基于可见光图像生成的纹理掩膜产生船体表面红外视景的真实感，建立数据库保存数字地形、材质区域纹理以及纹理掩膜；仿真系统运行时，调用数据库中地形和纹理数据，在GPU着色器中，基于温度场模型的计算结果计算船体的红外辐亮度，采用二重纹理映射实现地面的红外视景仿真。该方法生成地面红外视景具有真实感较强、系统开销较小的特点。

A fast generation method of ship infrared scene

【技术实现步骤摘要】
一种船体红外视景的快速生成方法
本专利技术涉及一种船体红外视景的快速生成方法，属于红外视景三维建模

技术介绍
在现有的红外视景三维建模中，舰船表面温度场理论模型的计算量比较大，难以在动态实时仿真中计算目标表面的辐亮度。动态三维红外视景仿真要求目标模型能够根据环境条件或自身运动姿态的变化，动态改变模型表面的红外灰度。有文献使用OpenflightAPI为三维模型开发了红外插件，可根据仿真需要改变模型表面的红外灰度。OpenflightAPI可以对模型文件(.flt文件)纹理的灰度等属性进行更改，但是当前主流三维图像引擎都是在初始化时预先将模型文件装载到内存中，然后在帧循环中进行场景显示和驱动的。一旦将模型导入内存，模型的纹理属性将不能再更改。因此，要在仿真中使用OpenflightAPI实现模型的动态红外效果，只能先在系统外更改模型文件的红外灰度，然后再将模型导入到系统中更新旧有模型。对于运动中的舰船，这将影响系统的动态性。
技术实现思路
本专利技术针对现有的红外视景中对运动中的舰船模拟时影响系统的动态性问题，提供一本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种船体红外视景的快速生成方法，其特征在于，根据船体表面温度与气象条件的实测数据，建立了典型船体表面材质的温度场工程计算模型，基于可见光图像生成的纹理掩膜产生船体表面红外视景的真实感，建立数据库保存数字地形、材质区域纹理以及纹理掩膜；仿真系统运行时，调用数据库中地形和纹理数据，在GPU着色器中，基于温度场模型的计算结果计算船体的红外辐亮度，采用二重纹理映射实现地面的红外视景仿真。/n

【技术特征摘要】
1.一种船体红外视景的快速生成方法，其特征在于，根据船体表面温度与气象条件的实测数据，建立了典型船体表面材质的温度场工程计算模型，基于可见光图像生成的纹理掩膜产生船体表面红外视景的真实感，建立数据库保存数字地形、材质区域纹理以及纹理掩膜；仿真系统运行时，调用数据库中地形和纹理数据，在GPU着色器中，基于温度场模型的计算结果计算船体的红外辐亮度，采用二重纹理映射实现地面的红外视景仿真。


2.根据权利要求1所述的船体红外视景的快速生成方法，其特征在于，所述的建立数据库，是根据舰船面元划分和温度场的计算结果，以太阳辐照度、大气辐照度、海洋辐照度、对流换热系数和面元温度为参数，建立数据样本集；每一个样本包含一个面元对应的太阳辐照度、大气辐照度、海洋辐照度、对流换热系数和温度数据；基于三维模型表面被划分为1741个网格，其中船身1602个，烟囱139个，对应于船身和烟囱的样本数分别为1602个和139个。


3.根据权利要求2所述的船体红外视景的快速生成方法，其特征在于，
将大气辐照度和海洋辐照度都作为漫射处理，计算舰船的辐出度，在建模时将大气辐照度和海洋辐照作为一个变量；公式A和公式B分别给出了船体与烟囱面元温度场的数值拟合模型：






上两式中，a，b，c，d，f为拟合系数，Ha与Hs分别为空气和烟气的对流换热系数，Ess为天空和海洋的辐照度之和。


4.根据权利要求3所述的船体红外视景的快速生成方法，其特征在于，
基于真实红外探测器的工作波段，并将舰船表面作为漫射体，舰船表面最终到达探测器的辐亮度可由公式C计算：



上式中，为红外探测器接收的舰船总辐亮度，λ1和λ2分别为探测器工作波段的上下限，τ为大气透过率，为舰船表面材质在探测器工作波段的漫反射率；和分别为太阳、海洋和天空在探测器工作波段的辐照度。


5...

【专利技术属性】
技术研发人员：王诚成，孙涛，王彦，王鑫，
申请(专利权)人：中国人民解放军海军航空大学，
类型：发明
国别省市：山东;37