一种用于水下运动目标尾迹的可见光图像仿真方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种用于水下运动目标尾迹的可见光图像仿真方法及系统，包括：采集水下运动目标的目标几何参数、航速、航深、海洋水体密度剖面，获取水下运动目标引起的波致海表面流场；基于波致海表面流场，通过采集海面风场，获取水下运动目标运动扰动的海浪方向谱，并根据海浪方向谱的低频重力波谱部分模拟随机海面波高场；基于海浪方向谱、随机海面波高场，通过采集可见光频段、观测视角、太阳高度角，获取水下运动目标尾迹可见光图像，对水下运动目标进行仿真；本发明专利技术为水下目标可见光探测设备和数据处理算法的设计和研制提供特性数据支撑；并可用于支持水下运动目标等水下目标规避可见光探测的隐蔽行动决策，提升水下运动目标隐蔽性。蔽性。

【技术实现步骤摘要】
一种用于水下运动目标尾迹的可见光图像仿真方法及系统


[0001]本专利技术涉及水下目标侦察监视领域，尤其涉及一种用于水下运动目标尾迹的可见光图像仿真方法及系统。

技术介绍

[0002]水下运动的目标会引起周围海洋环境的扰动，这种扰动称为水下运动目标尾迹。特别是在密度稳定层结的水体中，水下目标的运动会激发内波，这种内波传播到海面产生的波致流场会改变海面粗糙度的分布，从而形成能被光学侦察手段特别是高分辨率可见光相机探测到的水下运动目标可见光尾迹。然而这种尾迹非常微弱，而且淹没在强海洋背景当中，有效探测和辨识这种微弱的水下运动目标尾迹特征，需要针对其特性设计研制专门的可见光探测设备和数据处理算法。数值仿真技术是分析水下运动目标尾迹可见光特性的一种主要手段。
[0003]水下运动目标尾迹可见光图像仿真基于水下运动目标尾迹可见光探测机理模型(包括水下运动目标激发内波的水动力学模型、内波波致流场对海面粗糙度扰动的波流作用模型、粗糙海面可见光反射模型)，以水下运动目标的几何参数、航行状态参数(航速、航深等)、海洋环境参数(主要是水体密度剖面、海面风场本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于水下运动目标尾迹的可见光图像仿真方法，其特征在于，包括以下步骤：采集水下运动目标的目标几何参数、航速、航深、海洋水体密度剖面，获取所述水下运动目标引起的波致海表面流场，其中，所述波致海表面流场用于表示海表面不同位置处所述水下运动目标引起的二维流场；基于所述波致海表面流场，通过采集海面风场，获取所述水下运动目标运动扰动的海浪方向谱，并根据所述海浪方向谱的低频重力波谱部分模拟随机海面波高场，其中，所述海浪方向谱用于表示海表面不同位置处、不同波数波向的海浪谱能量密度；基于所述海浪方向谱、所述随机海面波高场，通过采集可见光频段、观测视角、太阳高度角，获取水下运动目标尾迹可见光图像，对所述水下运动目标进行仿真。2.根据权利要求1所述一种用于水下运动目标尾迹的可见光图像仿真方法，其特征在于：在获取海浪方向谱的过程中，根据所述致海表面流场的流场梯度，获取在给定海面风速、风向条件下不同波数波向的松弛因子；基于所述波致海表面流场、所述流场梯度、所述松弛因子，获取海表面不同位置处、不同波数波向上所述水下运动目标波致海表流场对海浪方向谱的相对扰动；基于所述相对扰动，获取所述海浪谱能量密度，生成所述海浪方向谱。3.根据权利要求2所述一种用于水下运动目标尾迹的可见光图像仿真方法，其特征在于：在获取流场梯度的过程中，利用差分法从所述水下运动目标的所述波致海表流场计算所述流场梯度。4.根据权利要求3所述一种用于水下运动目标尾迹的可见光图像仿真方法，其特征在于：在生成海浪谱能量密度的过程中，所述海浪谱能量密度表示为：其中，表示相对扰动，表示海浪方向谱。5.根据权利要求4所述一种用于水下运动目标尾迹的可见光图像仿真方法，其特征在于：在模拟随机海面波高场的过程中，利用线性叠加法，根据所述低频...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈标，陈捷，余路，于振涛，张泽兵，秦锋，许素芹，程普，陶荣华，
申请(专利权)人：中国人民解放军海军潜艇学院，
类型：发明
国别省市：