面向跟踪应用的红外场景仿真,在光电跟踪系统的性能测试中扮演着重要的角色。随着复杂环境下对红外目标跟踪稳定性要求的不断提高,高真实感和具有复杂干扰要素的红外场景仿真变得必不可少。本文针对光电经纬仪伺服跟踪系统的性能考核要求,基于红外成像的链路模型,构建了面向跟踪应用的高真实感、高复杂度、高帧频的红外场景,并实现了复杂干扰环境下目标的跟踪过程,主要的研究成果为:1.光电经纬仪红外场景仿真原理介绍及仿真框架的提出。首先对光电经纬仪的成像系统进行介绍,分析了其成像特征,然后对红外场景仿真原理进行了分析,最后针对光电经纬仪的成像特点,提出了“平面地形-周视背景-天空穹”的组合场景构建框架,为本文的仿真实现提供了理论基础;2.实现了“平面地形-周视背景-天空穹”的高真实感组合红外场景构建。根据面向跟踪应用的场景特征,第一,将遥感图像生成的红外纹理映射到平面模型构建出平面地形;第二,利用实拍的图像进行周视拼接,并映射到周视环带模型上,完成周视背景的创建;第三,将实拍的天空纹理映射到天空穹上构造天空背景,最终运用OGRE渲染引擎完成了高真实感、高复杂度、高帧频的红外场景仿真。3.场景目标的构建与尺寸放缩修正。利用目标实际尺寸到成像像素的变化规律,推导了场景中目标的尺寸放缩公式,并在此基础上推导了目标与周视环带发生“碰撞”时的动态放缩公式,实现了二维周视背景中具有深度感的目标跟踪;4.目标突变效果实现。基于粒子系统在场景中添加了红外烟幕干扰和战场火光,并在目标路径旁设置遮挡物,使探测器接收到的目标形状和辐射亮度发生突变,最终输出复杂干扰环境下的目标跟踪仿真图像序列。仿真结果的平均帧频达到62Hz,具有背景辐射要素复杂、干扰要素多、目标突变的特点,能够满足光电经纬仪伺服跟踪系统的性能测试要求。