不規(guī)則褶皺表面目標(biāo)的光譜散射特性研究.pdf

1、不規(guī)則褶皺表面目標(biāo)的光譜散射特性研究，在目標(biāo)探測、識別、遙感、表面特征診斷等領(lǐng)域具有重要的學(xué)術(shù)意義和廣泛的應(yīng)用價值。論文將三維重建理論和目標(biāo)粗糙表面光散射特性研究相結(jié)合，重建了不規(guī)則褶皺表面目標(biāo)的三維模型并研究了目標(biāo)在復(fù)雜背景環(huán)境中的光譜散射特性，計算了覆蓋車衣汽車和空間褶皺表面衛(wèi)星的光譜散射亮度分布并分析了影響因素。主要工作成果如下：
　　1.基于目標(biāo)樣片的粗糙度參數(shù)和0.5μm～1.5μm波段上的鏡反射率譜測量數(shù)據(jù)，采用Kra

2、mers-Kronig(K-K)方法反演了0.5μm～1.5μm波段的復(fù)折射率和復(fù)介電常數(shù)，并外推獲得了近紅外波段目標(biāo)樣片的復(fù)介電常數(shù)；結(jié)合粗糙面雙向反射分布函數(shù)(BRDF)模型，獲得了樣片在0.5μm～2.5μm波段的BRDF。
　　2.在五參數(shù)半經(jīng)驗 BRDF模型的基礎(chǔ)上提出了一個六參數(shù) BRDF模型。該模型形式簡單，擬合效果良好，并且滿足能量守恒和互易性定理。與五參數(shù)半經(jīng)驗BRDF模型相比，該模型對弱散射特性材料的BRDF擬

3、合效果更好。
　　3.導(dǎo)出了非朗伯面目標(biāo)對復(fù)雜天地背景光譜輻射的散射亮度空間分布公式。利用Modtran軟件計算了太陽輻射的光譜照度和海天背景輻射的光譜亮度，結(jié)合目標(biāo)樣片的光譜 BRDF，數(shù)值計算了朗伯和非朗伯面、水平和豎直姿態(tài)目標(biāo)，在0.4～0.76μm、3～5μm和8～12μm波段的光譜散射亮度空間分布，分析了影響因素。
　　4.根據(jù)三維重建理論對褶皺表面目標(biāo)的幾何形狀進(jìn)行了三維建模?；诹鶄€角度的圖像，通過特征提取和匹

4、配、射影結(jié)構(gòu)重建、攝像機(jī)自標(biāo)定和歐式重建得到了褶皺表面的三維點云。以圖像匹配點作為節(jié)點利用Delaunay三角剖分法結(jié)合可見性原理，提取了目標(biāo)的曲面和曲面面元的法線方向。結(jié)合目標(biāo)的光譜 BRDF和背景光譜輻射亮度，數(shù)值計算了重構(gòu)汽車與衛(wèi)星目標(biāo)在復(fù)雜背景中的光譜散射亮度分布，分析了目標(biāo)形狀對光譜散射特性的影響。
　　5.對衛(wèi)星包覆材料褶皺面的光譜散射特性進(jìn)行了分析。結(jié)合衛(wèi)星軌道理論，通過衛(wèi)星目標(biāo)的幾何建模、軌道參數(shù)、坐標(biāo)變換以及陽光