[發明專利]一種局部照射下目標激光散射特性的簡便計算方法

有效

• 申請號: 201611068996.5
• 申請日: 2016-11-28
• 公開（公告）號: CN106770045B
• 公開（公告）日: 2019-04-05
• 發明（設計）人: 王茜蒨;趙婧;彭中
• 申請（專利權）人: 北京理工大學
• 主分類號: G01N21/47
• 分類號: G01N21/47
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

一種局部照射下目標激光雷達散射截面的簡便計算方法，屬于目標探測、識別、隱身技術領域。本發明通過修改視景體參數，實現局部照射下目標激光雷達散射截面的簡便計算。首先獲取目標表面材質的雙向反射分布函數；建立復雜目標的幾何模型；讀取目標幾何模型文件，根據照射激光光斑尺寸及位置，設置視景體參數；調用OpenGL函數完成目標渲染及消隱處理，實現局部照射下目標的實時顯示；最后獲取目標激光雷達散射截面計算公式中各參數，完成局部照射下的目標激光雷達散射截面仿真計算。相較于現有算法，本發明采用的算法易操作，靈活性強，易于修改照射激光光斑尺寸及照射位置，可兼顧激光全覆蓋或局部照射下目標的激光雷達散射截面仿真計算。

技術領域

本發明涉及一種局部照射下目標激光散射特性的簡便計算方法，特別涉及一種局部照射下目標激光雷達散射截面的簡便計算方法，屬于目標探測、識別、隱身技術領域。

背景技術

目標激光散射特性是最重要的目標光學特性之一，是激光探測系統探測、識別目標的依據。研究目標激光散射特性，一方面可以使激光探測系統設計合理，更好地發揮系統的性能；另一方面可以促進軍用設備的隱身研究，在戰爭中處于有利地位，提高生存能力。

目標激光雷達散射截面是目標激光散射特性的重要研究對象之一，它能夠揭示目標的自身屬性，全面反映目標表面材料及其粗糙度、目標幾何結構形狀等各種因素對目標激光散射特性的影響。目標激光雷達散射截面的研究方法主要包括全尺寸外場目標測量、實驗室縮比模型測量以及理論建模。全尺寸外場測量時，由于大氣環境、熱暈等不確定因素的影響使得測量結果的穩定性降低，給定標帶來困難，導致測量結果的可靠性降低。實驗室縮比模型測量可以研究目標處在相對穩定的環境下的激光散射特性，但是復雜目標的激光雷達散射截面的縮比研究成果還不多。理論建模既可以獲得外場測試中難以獲得的實驗數據，同時節約外場測試的費用開支，又在背景明確且急需的情況下有廣泛的應用。目前，復雜目標激光雷達散射截面理論建模仿真計算常采用圖形電磁計算方法和OpenGL圖形庫相結合的方法實現復雜目標激光雷達散射截面的快速計算,同時在計算機上實時顯示復雜目標的幾何模型。以前的研究結果表明，該方法具有良好的目標顯示效果和快速的計算速度。

但是，一般的目標激光雷達散射截面仿真計算主要針對入射激光光斑全覆蓋目標的情況，此時目標激光雷達散射截面與入射激光光斑尺寸無關。在實際使用中，當激光束發散角較小或目標距離較近時，照射到目標上的激光光斑尺寸會小于目標尺寸，此時目標處于局部照射狀態，目標對入射激光的雷達散射截面與入射光斑的尺寸及入射位置關系緊密。針對局部照射情況，西安電子科技大學吳振森等人提出了一種基于圖形電磁計算方法和OpenGL圖形庫的局部照射下目標激光雷達散射截面的算法。該算法選擇聚光燈作為光源，通過改變聚光燈參數對應不同的光束發散角，來計算局部照射下的目標激光雷達散射截面。但是，該算法采用的光源為位置光源，設置聚光燈參數時，需同時考慮光源、視景體以及視點相對關系，才能實現聚光燈效果，同時根據照射在目標上的光斑尺寸以及照射距離推算出光束發散角，設置聚光燈光錐發散角，步驟復雜。并且聚光燈照射在目標上時，目標邊緣會出現鋸齒化現象，影響計算精度。

發明內容

本發明針對現有局部照射下目標激光雷達散射截面計算方法操作步驟復雜，目標邊緣呈現鋸齒化的缺點，提供了一種局部照射下目標激光散射特性的簡便計算方法。

本發明基于圖形電磁計算方法和OpenGL圖形庫，根據照射在目標上的激光光斑尺寸，設置視景體的大小和位置，就可以簡便快捷地計算局部照射下目標激光雷達散射截面，并且解決了目標邊緣出現鋸齒化的問題。

本發明的技術方案是：

一種局部照射下目標激光散射特性的簡便計算方法，其特征是該方法包括如下步驟：

(1)獲取目標表面材質的雙向反射分布函數