申请/专利权人：中国人民解放军海军潜艇学院

申请日：2023-03-09

公开（公告）日：2024-06-14

公开（公告）号：CN116227207B

主分类号：G06F30/20

分类号：G06F30/20;G06F30/28;G01C21/00;G06F113/08;G06F119/14

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.06.14#授权;2023.06.23#实质审查的生效;2023.06.06#公开

摘要：本发明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。

主权项：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；利用水下运动目标内波水动力学模型，以目标几何参数、航速、航深和海洋水体密度剖面条件为输入，计算水下运动目标引起的波致海表面流场；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；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；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；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；在模拟随机海面波高场的过程中，利用线性叠加法，根据所述低频重力波谱部分，模拟所述随机海面波高场；在获取水下运动目标尾迹可见光图像的过程中，基于所述海浪方向谱、所述随机海面波高场，和所述可见光频段、所述观测视角、所述太阳高度角，获取海浪背景可见光反射系数分布，以及水下运动目标尾迹对海面背景可见光反射系数的相对扰动；根据所述海浪背景可见光反射系数分布和所述相对扰动，生成所述水下运动目标尾迹可见光图像；在生成水下运动目标尾迹可见光图像的过程中，所述水下运动目标尾迹可见光图像表示为： 其中，表示海浪背景可见光反射系数分布，ρ0x，y表示相对扰动。

全文数据：

权利要求：

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