[發明專利]一種目標可見光特性實時仿真方法及裝置

有效

• 申請號: 202010543995.1
• 申請日: 2020-06-15
• 公開（公告）號: CN111695170B
• 公開（公告）日: 2023-01-13
• 發明（設計）人: 王靜;劉忠領;徐安林;趙軍明;范小禮;陳紅;彭月;蘇必達;萬昊
• 申請（專利權）人: 北京環境特性研究所;哈爾濱工業大學;中國人民解放軍63921部隊
• 主分類號: G06F30/10
• 分類號: G06F30/10;G06N20/00
• 代理公司: 北京格允知識產權代理有限公司 11609
• 代理人: 張沫

本發明涉及目標可見光特性實時仿真方法及裝置，該方法包括以下步驟：構建目標幾何模型，并將所述幾何模型離散化為多個面元；根據所述幾何模型和所述多個面元的輻射特性參數，獲取目標可見光特性數據集；基于所述目標可見光特性數據集進行訓練，得到可見光特性模型；利用所述可見光特性模型生成目標可見光圖像。相比于現有的目標可見光特性仿真方法，本發明方案利用獲得的可見光特性模型對目標及環境特性進行仿真，無需再對不同光源及探測方向條件下進行大量光線跟蹤計算，能夠滿足目標可見光特性實時仿真的需求，尤其適用于要求高分辨率圖像精度的情況。

技術領域

本發明涉及目標光學特性技術領域，尤其涉及一種目標可見光特性實時仿真方法、裝置、計算機設備及計算機可讀存儲介質。

背景技術

目前的目標可見光波段特性仿真技術采用的方法是，針對不同探測方向，通過基于實際光線傳輸物理過程的光線跟蹤算法進行大量計算，最終生成目標及環境的可見光圖像。在該仿真過程中，涉及大量光線跟蹤計算，需要很大的計算量，尤其對于要求高分辨率圖像生成精度時，計算量急劇增大，因而不適于實時仿真。

因此，針對以上不足，需要提供一種能夠滿足高分辨率圖像生成精度的目標可見光特性實時仿真方案。

發明內容

本發明要解決的技術問題在于，現有技術中對于要求高分辨率圖像生成精度時，計算量急劇增大，不適于實時仿真，針對現有技術中的缺陷，提供了一種目標可見光特性實時仿真方法及裝置。

為了解決上述技術問題，本發明提供了一種目標可見光特性實時仿真方法，包括以下步驟：

構建目標幾何模型，并將所述幾何模型離散化為多個面元；

根據所述幾何模型和所述多個面元的輻射特性參數，獲取目標可見光特性數據集；

基于所述目標可見光特性數據集進行訓練，得到可見光特性模型；

利用所述可見光特性模型生成目標可見光圖像。

可選地，所述根據所述幾何模型和所述多個面元的輻射特性參數，獲取目標可見光特性數據集具體包括：

利用所述幾何模型，結合每個所述面元的輻射特性參數，基于光線傳輸的物理模型進行數值模擬，獲得目標可見光特性數據；以光源參數和探測方向參數為變量，獲取不同變量下的目標可見光特性數據集。

可選地，所述光源參數包括光源強度、發散角和波長；所述探測方向參數包括方位角和天頂角。

可選地，所述基于所述目標可見光特性數據集進行訓練，得到可見光特性模型具體包括：

將所述光源參數和探測方向參數作為輸入，將所述目標可見光特性數據集作為輸出，利用機器學習模型進行訓練，獲取所述機器學習模型的訓練參數，利用所述訓練參數建立目標可見光特性模型。

本發明另一方面提供了一種目標可見光特性實時仿真裝置，該裝置包括：

離散化單元，用于構建目標幾何模型，并將所述幾何模型離散化為多個面元；

數據獲取單元，用于根據所述幾何模型和所述多個面元的輻射特性參數，獲取目標可見光特性數據集；

模型訓練單元，用于基于所述目標可見光特性數據集進行訓練，得到可見光特性模型；

特性仿真單元，用于利用所述可見光特性模型生成目標可見光圖像。

可選地，所述數據獲取單元具體用于執行以下操作：

利用所述幾何模型，結合每個所述面元的輻射特性參數，基于光線傳輸的物理模型進行數值模擬，獲得目標可見光特性數據；

以光源參數和探測方向參數為變量，獲取不同變量下的目標可見光特性數據集。