距離門選通水下光學(xué)成像建模與仿真分析.pdf

1、本文以距離門選通激光水下成像為主要研究?jī)?nèi)容,研究水下激光成像系統(tǒng)的建模和計(jì)算機(jī)仿真問(wèn)題。本研究是某國(guó)防重點(diǎn)預(yù)研項(xiàng)目的一個(gè)重要組成部分,其研究成果對(duì)水下激光成像系統(tǒng)的構(gòu)建、性能評(píng)估有重要的參考價(jià)值。主要內(nèi)容包括:
　　 (1)對(duì)幾種重要的反映海水散射特性的相位函數(shù)的幾種數(shù)學(xué)描述模型進(jìn)行了全面闡述和比較;對(duì)Fournier-Fomand相位函數(shù)的選取方法進(jìn)行了深入研究,給出了最新的選取方法。
　　 (2)研究了基于Monte

2、 Carlo模擬的水下光學(xué)傳輸?shù)挠?jì)算方法,編制了仿真軟件。針對(duì)標(biāo)準(zhǔn)Monte Carlo模擬在計(jì)算接收器光學(xué)信號(hào)時(shí)的缺點(diǎn),引入半解析Monte Carlo技術(shù)。仿真分析了海水對(duì)點(diǎn)光源在不同距離下的擴(kuò)散效應(yīng);以四條紋為成像對(duì)象,仿真分析了不同距離、不同選通時(shí)間的成像效果;仿真分析了不同距離下的脈沖回波信號(hào)的信號(hào)波形。
　　 (3)研究了基于線性系統(tǒng)理論的距離門選通水下激光成像的建模與分析方法。通過(guò)對(duì)目標(biāo)反射信號(hào)光和散射光到成像面的

3、光量計(jì)算,研究了照明光源與成像系統(tǒng)的相對(duì)位置對(duì)成像質(zhì)量的影響;仿真分析了不同距離、不同衰減系數(shù)、不同選通時(shí)間下的成像效果。其分析和數(shù)學(xué)建模方法可以為其它類型的水下激光成像系統(tǒng)提供參考。
　　 (4)研究了三種水下激光成像系統(tǒng)中MTF分析方法,Wells的MTF計(jì)算方法、基于Monte Carlo模擬的MTF計(jì)算方法和Fournier-Forand解析形式的MTF計(jì)算方法,通過(guò)對(duì)MTF隨距離變化的關(guān)系分析,驗(yàn)證了在一定條件下不同距