1、分類號(hào)：密級(jí)：公開UDC：編號(hào)：勻速自轉(zhuǎn)勻速自轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)物體散射光譜的研究運(yùn)動(dòng)物體散射光譜的研究THESTUDYOFSCATTERINGSPECTRUMOFCONSTANTSPEEDROTATINGOBJECTS學(xué)位授予單位及代碼：長(zhǎng)春理工大學(xué)（10186）學(xué)科專業(yè)名稱及代碼：光學(xué)（070207）研究方向：激光物理與新型激光器申請(qǐng)學(xué)位級(jí)別：碩士指導(dǎo)教師：張喜和譚勇研究生：宋薇論文起止時(shí)間：2014.10—2014.12I摘要散射光譜分析技術(shù)

2、由于具有測(cè)量精度高，分析范圍廣等特點(diǎn)逐漸成為探測(cè)領(lǐng)域的新興熱點(diǎn)，可作為其他探測(cè)技術(shù)的有益補(bǔ)充。近幾年來，對(duì)于物體在運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下的散射光譜的研究較少，本論文主要研究運(yùn)動(dòng)物體在幾何中心與光源及探測(cè)端的相對(duì)距離不變的條件下，探測(cè)了幾個(gè)物體模型繞其幾何中心的勻速自轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的散射光譜，忽略多普勒效應(yīng)，通過分析處理采集到的在不同時(shí)刻及不同姿態(tài)下的多幀散射光譜，基于散射光譜理論和BRDF理論機(jī)理，針對(duì)勻速自轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)物體結(jié)構(gòu)特征、運(yùn)動(dòng)姿態(tài)以及對(duì)運(yùn)動(dòng)物體表面材

3、質(zhì)這三個(gè)方面提出了三種不同的研究方法。具體研究?jī)?nèi)容如下：1、對(duì)于一維勻速自轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)的物體，其表面是由不同材質(zhì)構(gòu)成，測(cè)量了它的散射光譜，對(duì)散射光譜數(shù)據(jù)做特征提取，旨在消除散射光譜中的面積因素，突出雙向反射分布函數(shù)對(duì)散射光譜線型的影響。建立已知材質(zhì)的特征提取后的特征譜數(shù)據(jù)庫(kù)，采用系統(tǒng)聚類方法，利用數(shù)據(jù)庫(kù)中已知材料的數(shù)據(jù)同運(yùn)動(dòng)物體材質(zhì)的特征提取后光譜數(shù)據(jù)做聚類分析，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明系統(tǒng)聚類后組間距低于5的譜線屬于同種材料，利用該方法可以實(shí)

4、現(xiàn)對(duì)未知物體材質(zhì)的初步識(shí)別；2、采用散射光譜分析方法，對(duì)一維勻速自轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的簡(jiǎn)單及復(fù)雜結(jié)構(gòu)的兩類運(yùn)動(dòng)物體實(shí)現(xiàn)初步區(qū)分。探測(cè)了繞定軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的模型I和模型II的散射光譜，采用最大值歸一化的數(shù)學(xué)方法，處理和分析了模型I和模型II的光譜數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)對(duì)于兩類模型的光譜歸一化后光譜線型有明顯差異，模型II歸一化后光譜離散率差值很小，模型I散射光譜歸一化后離散率差值較大。兩類物體外型結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性差異這種差異的根本原因；3、采用BRDF分析方法，對(duì)三維勻

5、速自轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的復(fù)雜結(jié)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)物體實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)姿態(tài)的分析。利用室內(nèi)高精度的BRDF測(cè)試系統(tǒng)，測(cè)量了模型III在全空間自轉(zhuǎn)到不同角度的散射光譜及BRDF并建立姿態(tài)分析數(shù)據(jù)庫(kù)，選用相對(duì)偏差為表征量，將實(shí)測(cè)光譜數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)做相對(duì)偏差計(jì)算，將相對(duì)偏差最小值所對(duì)應(yīng)的姿態(tài)作為最接近真實(shí)值的分析結(jié)果，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明能實(shí)現(xiàn)的最小分析誤差為0.25%，給出了材料散射光譜和姿態(tài)的相關(guān)性，研究成果將有助于光譜技術(shù)在姿態(tài)分析領(lǐng)域的應(yīng)用研究；關(guān)鍵字：勻速自轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)物