第４ｌ卷第８期 Ｖｏ１．４１ ＮＯ．８ 红外与激光工程 Ｉｎｆｒａｒｅｄ ａｎｄ Ｌａｓｅｒ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ２０１２年８月 Ａｕｇ．２０１２ 空中目标红外辐射特性计算与实时仿真 王明明１，２，３，郝颖明 ．一，朱枫１，２，付双飞１，２石坤１，２，３ （１．中国科学院沈阳自动化研究所，辽宁沈阳１１００１６；２．中国科学院研究生院，北京１０００４９； ３．中国科学院光电信息处理重点实验室，辽宁沈阳１１００１６） 摘 要：飞机红外仿真图像是空中目标红外识别算法的重要数据源，为改进飞机红外仿真效果并提 高仿真实时性，在细节部分修正了现有红外计算方法并搭建了仿真平台。首先，全面分析了影响飞机 红外辐射特性的因素，基于黑体辐射理论建立了蒙皮、尾喷管、尾焰、蒙皮对环境辐射反射的红外计 算模型，修正了蒙皮温度和飞行速度这两个影响因素的计算方法；其次，基于ＶＳ２００５ ｃ＋＋和三维渲 染引擎０ｐｅｎｓｃｅｎｅＧｒ印ｈ（０ｓＧ）搭建了一套仿真平台，该系统能动态改变飞机红外效果，实时生成飞机 红外图像。实验结果表明：红外计算结果更精确，可以为空中目标红外识别算法提供数据；单目标仿 真速率在１００帧／ｓ以上，满足实时仿真的要求。 关键词：红外辐射； 实时仿真； 空中目标； ＯＳＧ 中图分类号：ＴＮ２１６ 文献标志码：Ａ 文章编号：１００７—２２７６（２０１２）０８—１９７９－０６ ＩＲ ｒａｄｉａｔｉｏｎ ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ ａｎｄ ｒｅａｌ ｔｉｍｅ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｏｆ ａｉｒ ｔａｒｇｅｔｓ Ｗａｎｇ Ｍｉｎｇｍｉｎｇ ’。 ，Ｈａｏ Ｙｉｎｇｍｉｎｇ ，Ｚｈｕ Ｆｅｎｇ ，Ｆｕ Ｓｈｕａｎｇｆｅｉ ，Ｓｈｉ Ｋｕｎ ＇ ＇。 （１．Ｓｈｅｎｙａｎｇ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ，Ｃｈｉｎｅｓｅ Ａｃａｄｅｍｙ ｏｆ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ，Ｓｈｅｎｙａｎｇ １１００１６，Ｃｈｉｎａ； ２．Ｇｒａｄｕａｔｅ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｃｈｉｎｅｓｅ Ａｃａｄｅｍｙ ｏｆ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ，Ｂｅｉｊｉｎｇ １０００４９，Ｃｈｉｎａ； ３．Ｋｅｙ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｏｆ Ｏｐｔｏ—Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ，Ｃｈｉｎｅｓｅ Ａｃａｄｅｍｙ ｏｆ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ，Ｓｈｅｎｙａｎｇ １１００１６，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＩＲ ｉｍａｇｅｓ ｏｆ ａｉｒｐｌａｎｅ ｇｅｎｅｒａｔｅｄ ｂｙ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ａｒｅ ｖｅｒｙ ｉｍｐｏｒｔａｎｔ ｄａｔａ ｓｏｕｒｃｅ ｆｏｒ ＩＲ ｂａｓｅｄ ａｉｒ ｔａｒｇｅｔ ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ．Ｔｏ ｉｍｐｒｏｖｅ ｔｈｅ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ Ｓ ｖａｌｉｄｉｔｙ ａｎｄ ｒｅａｌ ｔｉｍｅ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ，ａｍｅｎｄｍｅｎｔｓ ｏｎ ｔｈｅ ｅｘｉｓｔｉｎｇ ＩＲ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ａｌｇｏｒｉｔｈｍｓ ｗｅｒｅ ｐｒｏｐｏｓｅｄ ｉｎ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ，ａ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｐｌａｔｆｏｒｍ ｗａｓ ａｌｓｏ ｂｕｉｌｔ．Ｆｉｒｓｔ， ＩＲ ｒａｄｉａｔｉｏｎ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ ｔｈｅ ｗｈｏｌｅ ａｉｒｃｒａｆｔ ｗａｓ ａｎａｌｙｚｅｄ ｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅｌｙ．ＩＲ ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ ｍｏｄｅｌｓ ｏｆ ａｉｒｃｒａｆｔ ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ ｓｕｃｈ ａｓ ｅｎｇｉｎｅ，ｐｌｕｍ，ａｎｄ ｓｋｉｎ ｗｅｒｅ ｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ｂｌａｃｋｂｏｄｙ ｒａｄｉａｔｉｏｎ ｔｈｅｏｒｙ．Ａｍｅｎｄｍｅｎｔ ｏｎ ｔｈｅ ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄｓ ｏｆ ｓｋｉｎ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ａｎｄ ａｉｒｃｒａｆｔ ｖｅｌｏｃｉｔｙ ｏｎ ＩＲ ｍｏｄｅｌ ｗｅｒｅ ｐｒｏｐｏｓｅｄ．Ｔｈｅｎ ｔｈｅ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｐｌａｔｆｏｒｍ ｗａｓ ｂｕｉｌｔ ｂａｓｅｄ ｏｎ ＯｐｅｎＳｃｅｎｅＧｒａｐｈ（ＯＳＧ）ｉｎ ＶＳ２００５ Ｃ＋＋， ｔｈｉｓ ｓｙｓｔｅｍ Ｃａｎ ｄｙｎａｍｉｃａｌｌｙ ｃｈａｎｇｅ ｔｈｅ ａｉｒｃｒａｆｔ Ｓ ＩＲ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ａｎｄ ｇｅｎｅｒａｔｅ ｔｈｅ ＩＲ ｉｍａｇｅｓ ｏｆ ｔｈｅ ａｉｒｃｒａｆｔ ｉｎ ｒｅａｌ ｔｉｍｅ．Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｒｅｓｕｌｔ ｄｅｍｏｎｓｔｒａｔｅｓ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｐｒｏｐｏｓｅｄ ＩＲ ｍｏｄｅｌ ｃａｎ ｐｒｏｖｉｄｅ ｍｏｒｅ ａｃｃｕｒａｔｅ 收稿日期：２０１ｌ—ｌ２—１２； 修订日期：２０１２—０１—２０ 基金项目：中国科学院国防科技创新基金（ＣＸＪＪ一１１－Ｓ１００） 作者简介：王明明（１９８５一），女，博士生，主要从事空中目标实时红外仿真方面的研究。Ｅｍａｉｌ：ｍｍｗａｎｇ＠ｓｉａ．ｃｎ 导师简介：郝颖明（１９６６一），女，研究员，硕士生导师，博士，主要从事图像处理与目标识别、三维位姿测量、视觉应用系统及红外视景 仿真方面的研究。Ｅｍａｉｌ：ｙｍｈａｏ＠ｓｉａ．ｃｎ 朱枫（１９６２－），男，研究员，博士生导师，博士，主要从事机器人视觉与图像处理、智能系统与人机交互方面的研究。 Ｅｍａｉ】：ｆｚｈｌ】＠ｓｉａ．ｃｎ １９８０ 红外与激光工程 第４ｌ卷 ｄａｔａ ｓｏｕｒｃｅｓ ｆｏｒ ｔｈｅ ＩＲ ｂａｓｅｄ ａｉｒ ｔａｒｇｅｔ ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｔｈａｎ ｅｘｉｓｔｉｎｇ ｍｏｄｅｌｓ．Ｂｅｓｉｄｅｓ，ｔｈｅ ｓｉｎｇｌｅ ｔａｒｇｅｔ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｃａｎ ｂｅ ｕｐｄａｔｅｄ ｕｐ ｔｏ １００ ｆｒａｍｅｓ ｐｅｒ—ｓｅｃｏｎｄ ｗｈｉｃｈ ｉｓ ｓｕｆｆｉｃｉｅｎｔ ｆｏｒ ｒｅａｌ－ｔｉｍｅ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ＩＲ ｒａｄｉａｔｉｏｎ；ｒｅａｌ ｔｉｍｅ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ；ａｉｒ ｔａｒｇｅｔ；ＯＳＧ ０引言 红外传感器在夜间和恶劣气候下的工作能力和 识别伪装目标的能力高于可见光传感器，而且被动 接收信号不易被干扰，广泛应用于目标捕获、跟踪和 识别。当新的红外目标识别算法被提出时，需要提供 大量的红外目标图像来训练和验证其有效性，通常 通过研究目标的红外辐射特性并进行计算机仿真获 取红外目标图像。 目前，欧美国家在空中目标红外辐射特性的研 究上已有了较完整的模拟软件，如：美国空军研究实 验室提出的ＳＰＩ ＴＳ，北约七国联合建立的空中目 标红外辐射模型ＮＩＲＡＴＡＭ，俄罗斯建立的基于实 践经验的工程模型ＩＲＳＡＭ。国内在红外目标成像仿 真方面也取得了一些进展，如：北京航空航天大学着 重研究了长波波段飞机的红外辐射特性，中国飞行 试验研究院着重研究了飞机尾向的红外辐射特性， 西北工业大学、海军航空工程学院实现了飞机动态 红外成像仿真 】，飞机红外辐射理论已比较成熟。然 而，经调查分析发现，在红外辐射特性计算的细节 上，目前还存在一些问题需要改善；在系统实现上， 有些研究没有划清动画和实时仿真的界限，事实上 并没有完全实现实时仿真，有些研究采用较底层的 工具（如：ＯｐｅｎＧＬ）编写大量的代码实现实时仿真 ］， 因此，急需一种简便易用的实时仿真平台。 文中从空中目标几何建模、红外辐射计算、实时 场景仿真３个方面分别介绍。在几何建模方面，采用 Ｍｕｌｔｉｇｅｎ—Ｃｒｅａｔｏｒ建模工具，建立了适用于红外渲染 的飞机几何模型。在飞机红外辐射计算方面，较全面 地考虑了现有飞机红外辐射计算模型所关注的各种 要素，如：飞行高度、飞行速度、蒙皮驻点温度、发动 机对局部蒙皮温度的影响、尾喷管与尾焰温度的关 系、高空大气温度等。其中，关于飞机飞行速度和高 空大气温度的计算，考虑高度对这二者的影响，给出 了更精确的计算方法。在实时仿真方面，基于 ＯｐｅｎＳｃｅｎｅＧｒａｐｈ（ＯＳＧ）搭建了简便易用的仿真平台， 可以根据软件实时提供的参数计算飞机红外辐射 值，生成红外纹理并映射到几何模型上，进而生成当 前帧场景中的飞机红外图像，真正实现实时仿真。 １空中目标几何建模 几何模型是三维场景仿真的基础，采用三维几 何建模工具Ｍｕｌｔｉｇｅｎ—Ｃｒｅａｔｏｒ建立飞机几何模型。该 工具强调仿真实时性、交互性、真实感，利用其他技 术（如：纹理）来提高逼真度，因此，使用他建立几何 模型能够满足视景仿真系统实时性的要求，而且也 能兼顾逼真性。此外，Ｍｕｌｔｉｇｅｎ－Ｃｒｅａｔｏｒ树状的组织方 式，便于以节点为单位对飞机模型添加红外效果。 考虑到飞机红外辐射的几大部件为蒙皮、尾喷 管、尾焰等，且机头、水平机翼、尾翼、机身上下左右 等各部件的辐射各不相同，在几何建模时，为每个部 件分别构建一个或多个组节点，图１和图２分别为 空客Ａ３２０的３Ｄ几何模型和节点的树状结构图。对 各组节点进行面片划分时，对辐射变化较明显的部 位（如图１中１、２）进行精细划分，以使红外效果更逼 真，对辐射变化不明显的部位（如图ｌ中３、４）进行粗 糙划分，以提高渲染效率。 图１空客Ａ３２０三维几何模型 Ｆｉｇ．１ ３Ｄ ｇｅｏｍｅｔｒｙ ｍｏｄｅｌ ｏｆ Ａ３２０ 图２空客Ａ３２０树状组织结构图 Ｆｉｇ．２ Ｔｒｅｅ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｏｆ Ａ３２０ 第８期 王明明等：空中目标红外辐射特性计算与实时仿真 １９８１ 飞机尾焰在飞机发动机工作时才产生，将在场 景仿真初始化时采用粒子系统技术构建尾焰几何模 型，并根据飞机飞行状态的变化实时更新尾焰的长 度、颜色等几何特征。图３为采用粒子系统技术生成 Ｌｌ＝曼Ｌ·Ｊ ＭｘｄＡ 叮Ｔ Ｊ＾ｌ ，＾２ （２） ３） 式中：ｓ 为蒙皮发射率；Ｊ ＭｘｄＡ＝Ｍ 通过公式（的飞机尾焰。 图３飞机尾焰的几何模型 Ｆｉｇ．３ Ｇｅｏｍｅｔｒｙ ｍｏｄｅｌ ｏｆ ａｎ ａｉｒｃｒａｆｔ ｐｌｕｍ ２空中目标红外辐射计算 红外辐射计算是红外场景仿真的关键。飞机的 红外辐射源主要包括：发动机的辐射、尾焰辐射、蒙 皮辐射、蒙皮对环境辐射的反射 】。其中，发动机的 红外辐射主要体现在发动机尾部可见部位尾喷管的 红外辐射，以及发动机作为内热源所产生的热辐射， 后者通过热传导在蒙皮上得以体现；尾焰辐射主要 指燃料燃烧所产生的热燃气流的辐射；蒙皮辐射主 要来自气动加热引起的蒙皮自身辐射，局部蒙皮还 受到前述内热源传热的影响；在地空背景下，蒙皮对 环境辐射的反射主要包括：蒙皮对太阳辐射的反射、 蒙皮对天空辐射的反射、蒙皮对地面辐射的反射。 ２．１发动机尾喷管辐射计算 作为最主要的红外辐射源，发动机一般由燃烧 室，从飞机后方观察可见的涡轮叶片、尾喷管、喷管 内壁，以及从飞机前方观察可见的空气压缩机热浆 片、进气管内壁构成 。目前，发动机红外辐射计算 模型有空腔辐射模型 、统计模型 、灰体辐射模型 等。工程计算中，常采用灰体辐射模型，将由发动机 构成的腔体看成发射率为０．９的灰体，假设其内腔 各点的温度均匀，并且呈现漫反射的特性，其红外 辐射在尾部可见部位尾喷管处体现。则辐射出射度 ／Ｗ·ｍ 和尾喷管的辐射亮度Ｌ ／ｗ·ｍ ·ｓｒ 分别 如公式（１）和公式式（２）所示。 赤 ： （１） 近似求得。 ｃ２ Ｘ ＝ ‘ｅ · Ｘ＝— 一 斋· 斋‘ 古 三㈣ 发动机的红外辐射，除了在尾部可见部位尾喷 管处体现，还作为内热源与飞机蒙皮之间存在的热 传导，热传导部分将在蒙皮辐射计算中予以考虑。 ２．２尾焰辐射计算 根据流体力学有关知识，燃气在尾喷管内的流 动可以看作一维定常等熵流动 】。假设气体通过涡轮 后的静温为Ｔ１／Ｋ，静压为Ｐ ／Ｐａ；喷口后气体的静温 为Ｔ２／Ｋ，静压为Ｐｚ／Ｐａ；根据流体力学有关知识，有如 下关系式 ］： ｛ ） （４） 式中：ｒ为气体比热容，对于航空发动机一般取１．３； 工程计算中，涡轮喷气式航空发动机一般取 ／Ｐｌ： ０．５，进而有Ｔ２＝０．８５ Ｔ１；对于涡轮风扇发动机，一般 取尸２／Ｐ ＝０．４，进而有 ＝０．８１ 。 已得尾焰温度和尾焰发射率，采用和计算尾喷 管辐射亮度相同的方法计算尾焰的辐射亮度。 ２．３蒙皮辐射计算 蒙皮因其辐射面积大，也成为影响飞机红外辐 射特征的一个重要方面。由于气动加热，飞机的蒙皮 温度将经受剧烈的变化，从而产生相当的红外辐射， 可通过求驻点温度 的方法求得蒙皮的辐射。蒙皮 驻点温度Ｔｓ／Ｋ计算公式为： Ｔｓ＝Ｔｏ．１ ｌ＋ｒ· · ｆ （５） 式中： Ｋ为飞机周围高空大气的温度；ｒ为温度恢 复系数，层流为０．８２，紊流为０．８７； 为空气定压定 容热量之比，一般取１．４；Ｍ／Ｍ．为飞机的飞行马赫 数，即飞机飞行速度与声速之比。对 Ｋ和Ｍ／Ｍａ的 计算方法修正如下。 对于 Ｋ，它以海平面温度为基准，随海拔高度 Ｈ／ｍ以一定的趋势变化。目前普遍以国际标准大气 １９８２ 红外与激光工程 第４ｌ卷 中纬度地区海平面平均温度（２８８．２ Ｋ）为基准推算 】， 事实上，在不同地区、不同季节及不同天气条件下， 为９．１３６￣１０２Ｗ·ｍ ，由参考文献［８】中关于蒙皮反射 太阳光形成的辐射强度的计算公式，推得辐射亮度 ，Ｗ·１Ｔ１ ·ｓｒ 公式如下： Ｌ舳： Ｉ＿ 跚ｎ一 ￣Ｏ／￣ＴＩＡ＇－ｘ￣ （１２）， 海平面温度是不同的，因此，提出一种更精确的计算 方法，如下： 对流层（０ ｒｎ≤Ｈ≤１１ ０００ｍ） ＝（７Ｔ＿－０．００６ ５ Ｈ）Ｋ （６） 式中： Ｗ·ｉｎ 为太阳的有效辐射照度； 为机体表 平流层（１１ ０００１ＴＩ≤日≤２００００ｍ） ＝（ －７１．５）Ｋ （７） 面的反射率； 为太阳辐射能量在波段区间Ａ ～人。 内的比例，如：当大气可降水量为１３．７ ｍｍ时，太阳 （２００００ｍ≤日≤３２０００ｍ、 ＝［（Ｔ＿－７１．５）＋０．００１·（Ｈ－２０ ０００）］Ｋ （８） 式中： ／Ｋ为当地海平面温度。 在工程应用上，关于ＭＩＭａ，有时需要由速度 ｖ／ｍ·Ｓ 转化而来。目前普遍认为飞机的马赫数是飞机 速度ｖ／ｍ·Ｓ 与音速（３４０ＩＴＩ·Ｓ－１）之比，实际上，３４０ ｒｆｌ·ｓ 是声音在空气中１个标准大气压和ｌ５℃条件下的 传播速度，采用该值所计算的马赫数并不精确，因为 音速ｕ／ｍ·Ｓ 是温度 的函数，如公式（９）所示。 ｕ＝（３３１．３＋（０．６０６·Ｔｏ））ｍ／ｓ （９） 高空大气温度 Ｋ随海拔高度而变化，这将引 起音速的变化，进而引起飞机马赫数的变化和飞机 蒙皮驻点温度的变化。因此，精确的飞机马赫数的计 算公式如下： ｖ （ ） “通过以上对高空周围大气温度和飞机飞行马赫 数进行修正，若已知当地海平面温度Ｔ＿／Ｋ和飞机飞 行速度ｖ／ｍ·Ｓ ，蒙皮驻点温度计算更精确。 此外，由于靠近发动机的蒙皮与发动机之间存 在热传导，这部分蒙皮还将有一定的温升ＡＴ／ｏＣ，采 用如下经验表达式 计算。 ＡＴ＝ＡＴｏ·（ｖｄｖ） 。 （１１） 式中：ｖ／ｍ·Ｓ 为飞机速度；△ ℃为飞机速度ｖｏ／ｍ·Ｓ 时由于发动机的热传导而引起的温度升高值。 精确计算了蒙皮驻点温度，并考虑内热源传热 影响，进一步计算所得蒙皮辐射亮度也更合理。 ２．４蒙皮对环境辐射的反射 在地空背景下，飞机蒙皮对环境辐射的反射主 要包括：蒙皮对太阳辐射的反射、蒙皮对天空辐射的 反射、蒙皮对地面辐射的反射。 太阳是５９００Ｋ的黑体，它的辐射能量经大气吸 收而衰减３５％左右，投影到地球表面的有效辐照度 的辐射能量在中波段占１．２７％，在长波段占０．１１％【８］。 周晓东 给出了蒙皮反射天空辐射和反射地面 辐射形成的辐射亮度的计算方法。 ３空中目标实时红外仿真 基于前述飞机几何模型和红外辐射计算模型， 此节将介绍实时红外仿真方法。在ＶＳ２００５ Ｃ＋＋开发 平台上采用三维渲染引擎ＯＳＧ进行实时仿真，因为 ＯＳＧ是一个高性能的开源三维图形引擎，它封装了 几乎全部的ＯｐｅｎＧＬ底层接口，支持粒子系统、纹理 映射、更新回调、场景动态调度、坐标系统等各种机 制，能够很好地为飞机实时红外计算与仿真服务。 ３．１实时红外仿真 基于前述理论计算飞机当前状态下的红外辐射 亮度，采用线性量化方法［１ｏ１将辐射值Ｌ转化成灰度 值Ｇ。根据由尾焰的辐射亮度量化得到的灰度值更 新尾焰的颜色值，由飞机某部件的辐射亮度得到的 灰度值生成红外纹理图像，并采用ＯＳＧ的纹理映射 技术把该图像贴到飞机几何模型相应部件的节点 上。其中，在纹理映射时，需要指定飞机几何模型的 纹理坐标，创建纹理属性对象，以及为飞机节点的状 态设置纹理属性。 在场景仿真中，为了使上述红外计算实时进行、 红外效果动态更新，需要为场景树中的飞机节点添 加更新回调。把飞机位置姿态信息更新、红外辐射计 算、红外纹理生成与映射、尾焰粒子系统更新的操作 放在回调函数中，则程序运行的每一帧都会对节点 执行回调函数中的操作，如果数据有更新，则实时更 新场景。 图４为实时红外仿真平台，它从后台实时接收 数据，进行红外辐射计算与渲染，然后把红外场景实 时显示在左侧画面上，同时在右侧列表中实时显示 目标相关信息。画面中显示的是海空背景下目标的 １９８４ 红外与激光工程 第４ｌ卷 图９为一定条件下，某飞机在中红外波段起飞 时的红外仿真图像。 图９飞机中波段红外图像 Ｆｉｇ．９ ＩＲ ｉｍａｇｅ ｏｆ ａｎ ａｉｒｃｒａｆｔ ａｔ ｍｉｄ—ｗａｖｅ 对比图５～图８中同种飞机在相同飞行阶段的 实拍红外图像和仿真红外图像，发现二者在亮度上 极为相似，而且飞机实际飞行的各种姿态能都被模 拟，因此，文中的红外辐射计算方法是合理的，该仿 真平台也是有效的。 ４结论 上述过程验证了红外辐射计算方法的合理性， 对实拍和仿真数据分析发现：在长波波段，飞机尾焰 辐射较弱，尾喷管和蒙皮辐射占据重要地位；在中波 波段，飞机尾焰辐射较强。仿真平台仅加载飞机目标 时，仿真速率达１００帧／ｓ以上，能够满足实时性的要 求，因此，该仿真平台可以为红外目标识别算法提供 数据输入。 参考文献： ［１］Ｄｕ Ｓｈｉｍｉｎｇ，Ｃｈｅｎ Ｓｈａｎｊｉｎｇ，Ｗａｎｇ Ｆｅｉ．Ｓｔｕｄｙ ｏｆ ｉｎｆｒａｒｅｄ ｓｉｇｎａｔｕｒｅｓ ｏｆ ａｉｒｃｒａｆｔ【Ｊ】．Ｉｎｆｒａｒｅｄ，２０１０，３１（６）：１９—２２．（ｉｎ Ｃｈｉｎｅｓｅ） 杜石明，陈善静，王飞．飞机红外特征研究【Ｊ】．红外，２０１０， ３１（６）：１９－２２． ［２】 Ｗａｎｇ Ｘｕｅｗｅｉ，Ｚｈａｎｇ Ｗｅｉｇｕｏ，Ｓｈｅｎ Ｔｏｎｇｓｈｅｎｇ，ｅｔ ａ１． Ｃｏｍｐｕｔｅｒ ｇｅｎｅｒ￣ｉｏｎ ｏｆ ｄｙｎａｍｉｃ ｉｎｆｒａｒｅｄ ｉｍａｇｅｓ ｏｆ ａ ｐｌａｎｅ ［Ｊ】＿Ｉｎｆｒａｒｅｄ ａｎｄ Ｌａｓｅｒ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，１９９９，２８（２）：２１—２４．（ｉｎ Ｃｈｉｎｅｓｅ） ．王学伟，张卫国，沈同圣，等．飞机目标动态红外图像的计 算机生成［Ｊ］．红外与激光工程，１９９９，２８（２）：２１—２４． ［３］ Ｍａｈｕｌｉｋａｒ Ｓ Ｐ，Ｒａｏ Ｇ Ａ，Ｓｏｎａｗａｎｅ Ｈ Ｒ，ｅｔ ａ１．Ｉｎｆｒａｒｅｄ ｓｉｇｎａｔｕｒｅ ｓｔｕｄｉｅｓ ｏｆ ａｉｒ．ａｆｔ ａｎｄ ｈｅｌｉｃｏｐｔｅｒｓ【Ｃ］／／Ｐｉｅｒｓ Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ．２００９．８：１８—２１． ［４】 Ｃｈａｎｇ Ｘｉｎｊｉｅ，Ｚｈａｎｇ Ｋｅ，Ｌｉ Ｙａｎｊｕｎ，ｅｔ ａ１．Ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｎ ｉｎｆｒａｒｅｄ ｓｉｇｎａｔｕｒｅｓ ｏｆ ａｉｒｃｒａｆｔ【Ｊ】．Ａｅｒｏ Ｗｅａｐｏｎｒｙ，１９９８，４： ｌ３一ｌ７．ｆｉｎ Ｃｈｉｎｅｓｅ） 常新杰，张科，李言俊，等．飞机红外辐射特性计算研究 【Ｊ】．航空兵器，１９９８，４：１３－１７． 【５】 Ｚｈａｏ Ｑｉａｎｇ，Ｌｉｕ Ｌｏｎｇｈｅ，Ｔａｎｇ Ｚｈｉｋａｉ．Ｔｈｅ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｆ ｉｎｆｒａｒｅｄ ｉｍａｇｉｎｇ ｓｉｇｎａｔｕｒｅ ｗｈｉｌｅ ｔａｒｇｅｔｓ ｉｎ ｃｌｕｔｔｅｒ ｂａｃｋｇｒｏｕｎｄｓ［Ｊ］．Ｇｕｉｄａｎｃｅ ａｎｄ Ｆｕｚｅ，２００５，２６（３）：１５—１８．（ｉｎ Ｃｈｉｎｅｓｅ） 赵强，刘隆和，唐志凯．目标在复杂背景中的红外成像特 性研究【Ｊ】．制导与引信，２００５，２６（３）：１５－１８． 【６】 Ｗｕ Ｘｉａｏｚｈｏｎｇ，Ｔｅｎｇ Ｐｅｎｇ，Ｌｕ Ｙｉ．Ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ ａｎｄ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｏｆ ｉｎｆｒｒａｅｄ ｒａｄｉａｔｉｏｎ ａｂｏｕｔ ｓｏｍｅ ｊｅｔ ａｉｒｃｒｆａｔ［Ｊ］． Ｉｎｆｒａｒｅｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，２００８，３０（１２）：７２７—７３１．（ｉｎ Ｃｈｉｎｅｓｅ） 吴晓中，腾鹏，鲁艺．喷气式飞机红外辐射仿真计算［Ｊ］． 红外技术，２００８，３０（１２）：７２７—７３１． ［７］Ｌｉ Ｙａｎｚｈｉ，Ｓｕｎ Ｂｏ，Ｗａｎｇ Ｄａｈｕｉ．Ｂｕｉｌｄｉｎｇ Ｍｏｄｅｌ ｏｆ ａｅｒｏｐｌａｎｅ ｉｎｆｒａｒｅｄ ｒａｄｉｎａｔ ａｎｄ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ【Ｊ】．Ｉｎｆｒａｒｅｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，２００８，３Ｏ（５）：２５２—２５５．（ｉｎ Ｃｈｉｎｅｓｅ） 李彦志，孙波，王大辉．飞机红外辐射建模与仿真［Ｊ］．红 外技术，２００８，３０（５）：２５２－２５５． 【８】Ｈａｏ Ｚｈｉｇｕｏ．Ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｎ ｒｅａｌ ｔｉｍｅ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｏｆ ｉｎｆｒｒａｅｄ ｉｍａｇｅｓ【Ｄ】．Ｘｉ ａｎ：Ｎｏｒｔｈｗｅｓｔｅｒｎ Ｐｏｌｙｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，２００６．（ｉｎ Ｃｈｉｎｅｓｅ） 郝志国．红外动态图像实时生成技术研究【Ｄ］．西安：西北 工业大学，２００６． ［９】 Ｚｈｏｕ Ｘｉａｏｄｏｎｇ，Ｇｕｏ Ｍｉｎｇ．Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ ｏｆ ｓｐａｃｅ ｔｒａｇｅｔ ｓ ｄｙｎａｍｉｃ ＩＲ ｉｍａｇｅｓ［Ｊ】．Ｉｎｆｒａｒｅｄ ａｎｄ Ｌａｓｅｒ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ， ２００７，３６（１）：５－８．（ｉｎ Ｃｈｉｎｅｓｅ） 周晓东，郭明．空间目标动态红外图像的计算机生成【Ｊ】． 红外与激光工程，２００７，３６（１）：５－８． 【１０】Ｗａｎｇ Ｆｅｉ，Ｈｅ Ｊｉｎｇ，Ｗａｎｇ Ｘｉｎｓａｉ，ｅｔ ａ１．Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｍｏｄｅｌ ｏｆ ＩＲ ｉｍａｇｉｎｇ ｆｏｒ ｔｈｅ ａｅｒｏｐｌｎａｅ［Ｊ］．Ｉｎｆｒａｒｅｄ ａｎｄ Ｌａｓｅｒ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，２００７，３６（３）：３５２—３５６．（ｉｎ Ｃｈｉｎｅｓｅ） 王飞，贺菁，王新赛，等．空中飞机红外成像仿真模型研究 ［Ｊ】．红外与激光工程，２００７，３６（３）：３５２—３５６．
