[发明专利]一种局部照射下目标激光散射特性的简便计算方法

说明书

一种局部照射下目标激光雷达散射截面的简便计算方法，属于目标探测、识别、隐身技术领域。本发明通过修改视景体参数，实现局部照射下目标激光雷达散射截面的简便计算。首先获取目标表面材质的双向反射分布函数；建立复杂目标的几何模型；读取目标几何模型文件，根据照射激光光斑尺寸及位置，设置视景体参数；调用OpenGL函数完成目标渲染及消隐处理，实现局部照射下目标的实时显示；最后获取目标激光雷达散射截面计算公式中各参数，完成局部照射下的目标激光雷达散射截面仿真计算。相较于现有算法，本发明采用的算法易操作，灵活性强，易于修改照射激光光斑尺寸及照射位置，可兼顾激光全覆盖或局部照射下目标的激光雷达散射截面仿真计算。

技术领域

本发明涉及一种局部照射下目标激光散射特性的简便计算方法，特别涉及一种局部照射下目标激光雷达散射截面的简便计算方法，属于目标探测、识别、隐身技术领域。

背景技术

目标激光散射特性是最重要的目标光学特性之一，是激光探测系统探测、识别目标的依据。研究目标激光散射特性，一方面可以使激光探测系统设计合理，更好地发挥系统的性能；另一方面可以促进军用设备的隐身研究，在战争中处于有利地位，提高生存能力。

目标激光雷达散射截面是目标激光散射特性的重要研究对象之一，它能够揭示目标的自身属性，全面反映目标表面材料及其粗糙度、目标几何结构形状等各种因素对目标激光散射特性的影响。目标激光雷达散射截面的研究方法主要包括全尺寸外场目标测量、实验室缩比模型测量以及理论建模。全尺寸外场测量时，由于大气环境、热晕等不确定因素的影响使得测量结果的稳定性降低，给定标带来困难，导致测量结果的可靠性降低。实验室缩比模型测量可以研究目标处在相对稳定的环境下的激光散射特性，但是复杂目标的激光雷达散射截面的缩比研究成果还不多。理论建模既可以获得外场测试中难以获得的实验数据，同时节约外场测试的费用开支，又在背景明确且急需的情况下有广泛的应用。目前，复杂目标激光雷达散射截面理论建模仿真计算常采用图形电磁计算方法和OpenGL图形库相结合的方法实现复杂目标激光雷达散射截面的快速计算,同时在计算机上实时显示复杂目标的几何模型。以前的研究结果表明，该方法具有良好的目标显示效果和快速的计算速度。

但是，一般的目标激光雷达散射截面仿真计算主要针对入射激光光斑全覆盖目标的情况，此时目标激光雷达散射截面与入射激光光斑尺寸无关。在实际使用中，当激光束发散角较小或目标距离较近时，照射到目标上的激光光斑尺寸会小于目标尺寸，此时目标处于局部照射状态，目标对入射激光的雷达散射截面与入射光斑的尺寸及入射位置关系紧密。针对局部照射情况，西安电子科技大学吴振森等人提出了一种基于图形电磁计算方法和OpenGL图形库的局部照射下目标激光雷达散射截面的算法。该算法选择聚光灯作为光源，通过改变聚光灯参数对应不同的光束发散角，来计算局部照射下的目标激光雷达散射截面。但是，该算法采用的光源为位置光源，设置聚光灯参数时，需同时考虑光源、视景体以及视点相对关系，才能实现聚光灯效果，同时根据照射在目标上的光斑尺寸以及照射距离推算出光束发散角，设置聚光灯光锥发散角，步骤复杂。并且聚光灯照射在目标上时，目标边缘会出现锯齿化现象，影响计算精度。

发明内容

本发明针对现有局部照射下目标激光雷达散射截面计算方法操作步骤复杂，目标边缘呈现锯齿化的缺点，提供了一种局部照射下目标激光散射特性的简便计算方法。

本发明基于图形电磁计算方法和OpenGL图形库，根据照射在目标上的激光光斑尺寸，设置视景体的大小和位置，就可以简便快捷地计算局部照射下目标激光雷达散射截面，并且解决了目标边缘出现锯齿化的问题。

本发明的技术方案是：

一种局部照射下目标激光散射特性的简便计算方法，其特征是该方法包括如下步骤：

(1)获取目标表面材质的双向反射分布函数