目標(biāo)光電圖像模擬與匹配方法研究.pdf

1、開展空間目標(biāo)的雷達(dá)圖像和光學(xué)圖像模擬，以及兩種圖像的匹配方法研究，不僅能利用兩種圖像的優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)信息來(lái)得到目標(biāo)更精細(xì)的結(jié)構(gòu)特性和更準(zhǔn)確的目標(biāo)運(yùn)動(dòng)姿態(tài)，還可以為目標(biāo)識(shí)別算法和圖像融合算法提供豐富的圖像源?；诳臻g目標(biāo)的雷達(dá)目標(biāo)特性和光學(xué)散射特性，論文完成了雷達(dá)圖像和光學(xué)圖像的仿真模擬，并在此基礎(chǔ)上初步研究了圖像匹配技術(shù)，主要完成了以下幾方面的工作：
　　1.基于電磁散射機(jī)理，研究了空間目標(biāo)的雷達(dá)目標(biāo)特性，詳細(xì)討論了高頻混合算法：幾何物

2、理光學(xué)法(Geometric Optics and Phsyical Optics, GO-PO)，利用GO-PO算法仿真了空間目標(biāo)雷達(dá)回波數(shù)據(jù)。分析了逆合成孔徑雷達(dá)(ISAR)的成像原理，通過(guò)最小熵方法消除了目標(biāo)平動(dòng)分量對(duì)成像效果的影響，詳細(xì)討論了小帶寬小轉(zhuǎn)角情況下的轉(zhuǎn)臺(tái)成像模型，給出了適合轉(zhuǎn)臺(tái)模型成像的回波數(shù)據(jù)的具體格式。利用距離多普勒(Range-Doppler, RD)成像算法實(shí)現(xiàn)了雷達(dá)成像仿真，給出了史普魯斯之鵝、米格17和0

3、26_AR衛(wèi)星的仿真模型的ISAR二維圖像。
　　2.基于粗糙面散射理論，利用雙向反射分布函數(shù)(Bidirectional Reflectance Distribution Function, BRDF)研究了空間目標(biāo)的光學(xué)散射特性，給出了BRDF的五參數(shù)模型，在實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上利用遺傳算法反演得到了模型中的五個(gè)參數(shù)，通過(guò)模型值和實(shí)驗(yàn)值比較，驗(yàn)證了五參數(shù)模型的有效性和可行性。結(jié)合Modtran3.7，分析了大氣及地面背景環(huán)境對(duì)目標(biāo)

4、光學(xué)圖像的影響。利用BRDF五參數(shù)模型，對(duì)可見光波長(zhǎng)進(jìn)行積分，計(jì)算了目標(biāo)表面后向散射強(qiáng)度。結(jié)合計(jì)算機(jī)圖形學(xué)，模擬了史普魯斯之鵝飛機(jī)和026_AR衛(wèi)星表面的光學(xué)圖像。
　　3.著重分析了兩種圖像各自的優(yōu)勢(shì)信息以及互補(bǔ)信息。分析了同一目標(biāo)兩種模擬圖像的特征信息，利用圖像處理技術(shù)，給出了論文得到的兩種圖像的圖像增強(qiáng)和圖像分割結(jié)果。給出了基于特征信息的Matlab手動(dòng)配準(zhǔn)方法，并利用這種方法完成了史普魯斯之鵝飛機(jī)的雷達(dá)和光學(xué)圖像的匹配，取