目標(biāo)材質(zhì)偏振反射特性建模與分析：金屬與涂層

目錄
第1章 緒論 1
1.1 研究背景 1
1.2 偏振探測 2
1.2.1 偏振光學(xué)基本概念 2
1.2.2 偏振探測技術(shù)的應(yīng)用 5
1.2.3 偏振探測技術(shù)的優(yōu)勢 6
1.2.4 偏振探測儀器的發(fā)展 8
1.3 偏振反射特性建模研究現(xiàn)狀 10
1.3.1 BRDF 模型的發(fā)展 11
1.3.2 pBRDF 模型的發(fā)展 14
1.3.3 典型目標(biāo)偏振特性及規(guī)律的發(fā)展現(xiàn)狀 18
1.3.4 偏振譜特性研究發(fā)展現(xiàn)狀 27
1.4 偏振探測與偏振特性應(yīng)用: 以空間目標(biāo)為例 40
1.4.1 空間目標(biāo)偏振探測 40
1.4.2 空間目標(biāo)偏振特性 43
1.5 小結(jié) 47
第2章 現(xiàn)有典型偏振反射特性模型 49
2.1 BRDF 模型 49
2.1.1 BRDF 數(shù)學(xué)表述 49
2.1.2 Torrance-Sparrow 模型 50
2.1.3 Beard-Maxwell 模型 52
2.1.4 Beckmann-Kirchhoff 模型 53
2.2 pBRDF 模型 56
2.2.1 pBRDF 數(shù)學(xué)表述 56
2.2.2 Priest-Germer 模型 57
2.2.3 Hyde 模型 59
2.2.4 pBRDF 模型仿真分析 60
2.3 小結(jié) 62
第3章 基于隨機(jī)表面微面元理論的幾何衰減因子修正 64
3.1 現(xiàn)有典型幾何衰減因子及其存在問題分析 64
3.2 強(qiáng)度幾何衰減因子的理論推導(dǎo)及仿真分析 66
3.2.1 理論推導(dǎo) 66
3.2.2 仿真分析 70
3.3 偏振幾何衰減因子的理論推導(dǎo)及仿真分析 71
3.3.1 理論推導(dǎo) 71
3.3.2 仿真分析 76
3.4 小結(jié) 79
第4章 三分量偏振反射特性模型 80
4.1 從菲涅耳公式入手 80
4.2 基于三分量假設(shè)的pBRDF 模型建立 83
4.2.1 現(xiàn)有pBRDF 模型存在問題分析 83
4.2.2 三分量反射假設(shè)思想 85
4.2.3 涂層材料三分量pBRDF 模型 87
4.2.4 金屬材料三分量pBRDF 模型 93
4.3 pBRDF 模型仿真分析 99
4.3.1 涂層材料pBRDF 模型仿真分析 99
4.3.2 金屬材料pBRDF 模型仿真分析 105
4.4 基于三分量假設(shè)的DOP 模型建立 109
4.4.1 DOP 模型 109
4.4.2 DOP 通用表達(dá)式推導(dǎo) 112
4.4.3 自然光照射下的DOP 表達(dá)式推導(dǎo) 114
4.4.4 線偏振光照射下的DOP 表達(dá)式推導(dǎo) 116
4.5 DOP 模型仿真分析 117
4.5.1 涂層材料DOP 仿真分析 117
4.5.2 金屬材料DOP 仿真分析 120
4.6 小結(jié) 122
第5章 典型材料偏振特性測量與模型參數(shù)確定 124
5.1 典型材料表面形貌特征測量 124
5.1.1 金屬材料表面形貌特征測量 124
5.1.2 涂層材料表面形貌特征測量 126
5.2 偏振反射特性實(shí)驗(yàn)測量 127
5.2.1 偏振反射特性實(shí)驗(yàn)測量方法 127
5.2.2 偏振反射特性實(shí)驗(yàn)測量系統(tǒng) 128
5.2.3 偏振反射特性實(shí)驗(yàn)測量過程 131
5.2.4 實(shí)驗(yàn)誤差及誤差控制 132
5.3 三分量pBRDF 模型參數(shù)確定與分析 133
5.3.1 模型參數(shù)確定 133
5.3.2 模型適用性驗(yàn)證 137
5.3.3 模型誤差分析 143
5.4 小結(jié) 148
第6章 典型目標(biāo)材料偏振反射特性模型驗(yàn)證 150
6.1 pBRDF 測量結(jié)果與模型驗(yàn)證 150
6.1.1 金屬材料pBRDF 測量結(jié)果與模型驗(yàn)證 150
6.1.2 涂層材料pBRDF 測量結(jié)果與模型驗(yàn)證 162
6.2 DOP 測量結(jié)果與模型驗(yàn)證 168
6.2.1 金屬材料DOP 測量結(jié)果與模型驗(yàn)證 168
6.2.2 涂層材料DOP 測量結(jié)果與模型驗(yàn)證 180
6.3 典型目標(biāo)材料偏振反射特性規(guī)律總結(jié) 183
6.4 小結(jié) 184
第7章 空間目標(biāo)材料偏振特性分類識(shí)別方法研究 185
7.1 基于偏振指標(biāo)概率密度分布的材料分類識(shí)別方法 185
7.1.1 基于Stokes 矢量的分類識(shí)別方法 185
7.1.2 基于DOLP 的材料分類識(shí)別方法 187
7.2 基于pBRDF 矩陣的復(fù)折射率反演估算方法 189
7.2.1 現(xiàn)有方法存在的問題 189
7.2.2 理論推導(dǎo) 189
7.2.3 估算驗(yàn)證 191
7.2.4 材料分類識(shí)別效果 194
7.3 空間目標(biāo)材料偏振特征提取方法研究 196
7.3.1 目標(biāo)偏振特征提取方法 196
7.3.2 偏振成像特征提取實(shí)驗(yàn)與分析 197
7.4 小結(jié) 202
參考文獻(xiàn) 203
后記 225