[發明專利]一種空間目標可見光光學特性仿真方法有效
| 申請號： | 201810017794.0 | 申請日： | 2018-01-09 |
| 公開（公告）號： | CN107993281B | 公開（公告）日： | 2021-03-05 |
| 發明（設計）人： | 張浩鵬;姜志國;彭科;趙丹培;謝鳳英;尹繼豪;史振威;羅曉燕 | 申請（專利權）人： | 北京航空航天大學 |
| 主分類號： | G06T17/00 | 分類號： | G06T17/00 |
| 代理公司： | 北京慕達星云知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 11465 | 代理人： | 王鵬 |
| 地址： | 100083*** | 國省代碼： | 北京;11 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 一種 空間 目標 可見光 光學 特性 仿真 方法 | ||
本發明涉及一種空間目標光學特性仿真方法,包括設置初始參數、STK解析、3DMAX目標建模、導出obj文件和mtl文件、太陽光光譜分段、設置光源亮度參數、構建OpenGL場景、可見光成像等主要步驟。本發明利用STK得到真實場景的軌道姿態信息以及某時刻下太陽光方向，保證了光源方向的真實性，利用3DMAX進行衛星建模，對衛星各部分反射率進行單獨設置，同時根據太陽光光譜曲線及OpenGL光源特點設置平行光源，并根據真實的太陽光光譜曲線對各組光源參數進行設置，在克服了傳統方法對于復雜幾何形體的空間目標的可見光成像難以計算的同時，也比利用雙向反射分布函數計算更加快捷，同時達到了效果和速度的雙重優勢。
技術領域
本發明涉及空間目標仿真技術領域，具體涉及一種空間目標光學特性仿真方法。
背景技術
為了更有效地利用空間、更深入地探索空間，為未來空間作戰提供及時、準確的空間目標信息，各國都積極對天基空間目標監視系統展開研究。但由于短期內難以獲取空間目標的實際觀測圖像，使得在空間目標監視系統的研制過程中缺乏真實數據用于驗證所提出的觀測圖像處理技術和方法，所以建立基于可見光成像的空間目標成像仿真系統具有重要意義。而在天基空間目標成像仿真過程中，最為關鍵的技術便是如何更為真實的模擬太陽光光源以及對空間目標光學特性進行建模分析，使目標成像亮度更加接近真實情況，為后續圖像處理技術提供有效圖源。
空間目標的光學特性分析，是目標的光學探測、識別的前提，近年來國內外研究學者對此展開大量研究，綜合起來，其方法集中在以下兩個方面:
一是將空間目標看成由幾種典型形狀的漫反射朗伯表面，根據輻射理論和朗伯余弦定律，計算其在空間的光照度，但是這種方法將目標簡單看成圓柱體或者長方體各平面的光照度，計算結果與實際情況相差較大，只能用于光散射特性的估算，且實際衛星形狀復雜，天線、帆板、主體部分構成的形狀不規則，無法完全理想化，使此方法計算結果偏差較大。
二是利用實際測量的材料樣片精確的雙向反射分布函數(BRDF)，基于物理模型的方法來計算目標的光散射特性，這種方法利用雙向反射分布函數可以精確計算材料的光散射特性，具體可采用如下公式進行計算
式中：為入射光的入射角和方位角，為散射光的散射角和方位角。Lr是樣片經照射后在方向的輻照度，Ei是方向上入射光產生的樣品表面輻照度。fr的物理意義是沿著方向出射的輻照度與方向入射在被測表面產生的輻照度之比。
但上述方法獲取、表示與計算的復雜性，限制了其在工程領域的應用，現主要用于小目標或者點目標成像亮度的計算，而無法用于近距離復雜空間目標成像仿真。總體來說，已有的研究工作，大多都將空間目標假設成簡單形狀，而對于具有復雜幾何形體的空間目標的光散射的計算，都沒有提出很好的解決方法。
由此可見，如何提供一種對于具有復雜幾何形體的空間目標的光散射的計算依然適用的方法成為空間目標的光學特性分析技術領域的技術人員亟需解決的問題。
發明內容
本發明所要解決的技術問題是提供一種對于具有復雜幾何形體的空間目標的光散射的計算依然適用的空間目標光學特性仿真方法。
本發明解決上述技術問題的技術方案如下：一種空間目標光學特性仿真方法，包括
輸入空間場景中目標衛星及平臺的軌道六根數和仿真時間作為STK模塊的初始參數；
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