当前位置:主页 > 科技论文 > 电子信息论文 >

红外辐射偏振建模与仿真研究

发布时间:2018-09-11 15:24
【摘要】:红外辐射探测只是测量目标物体表面的辐射强度,当有辐射强度相同的干扰物体时,不能够区别目标物体和干扰物;红外辐射偏振探测不仅测量目标物体表面的辐射强度,而且测量不同偏振方向上辐射情况,并且不同的物体表面的偏振特性是不同的,所以红外辐射偏振探测能够区分目标物体和干扰物,已经成为研究热点之一。传统红外辐射偏振研究中采用红外辐射发射率的平行分量和垂直分量的和分之差来表示偏振度,使用菲涅尔公式计算菲涅尔反射率,再根据发射率与反射率的关系最后得到基于菲涅尔反射率的红外辐射偏振模型。由于传统模型中菲涅尔反射率是在物体表面镜面反射的前提条件下推导的,只适用于理想光滑物体表面;为了表示不同粗糙度条件下物体表面的红外辐射偏振特性,传统模型实际测量不同粗糙度时物体表面的复折射率,再代入到模型中进行计算,此方法由于忽略了粗糙物体表面的微观分布,使得最终的结果也并不完全准确。针对传统红外辐射偏振模型中忽略粗糙物体表面微观分布这一情况,本文展开了对红外辐射偏振特性的理论研究并建模仿真,基于微面元偏振双向反射分布函数,结合微观结构分布情况建立红外辐射偏振度模型。首先对双向反射分布函数进行研究,引入微面元双向反射分布函数对传统红外辐射偏振模型进行改进,根据基尔霍夫定律和微面元双向反射分布函数得到发射率与半球空间反射率之间的关系。然后研究如何将微面元双向反射分布函数偏振化,计算定向半球空间反射率,继而得到定向发射率矩阵来计算红外辐射偏振度,建立基于偏振双向反射分布函数的红外辐射偏振模型,对其进行仿真实验并分析。实验结果表明,模型仿真得到的红外辐射偏振度与实际测量结果值基本保持一致,并且与传统红外辐射偏振模型仿真结果相比较更符合实测值,在表面粗糙度较大的情况下,能够更准确地反映物体的红外辐射偏振特性。最后本文对典型材质目标物体进行建模并仿真计算红外辐射偏振度图像,进一步验证了本文模型的正确性,并且说明了红外辐射偏振图像能够更好的区分出目标物体并且能够得到细节纹理信息更丰富的图像。
[Abstract]:Infrared radiation detection is only used to measure the radiation intensity of the surface of the target object. When there is an interference object with the same radiation intensity, it is not possible to distinguish the target object from the interference object. The infrared radiation polarization detection not only measures the radiation intensity of the target object surface, And the measurement of radiation in different polarization directions, and the polarization characteristics of different object surface is different, so infrared radiation polarization detection can distinguish between target object and interference object, has become one of the research hotspots. In the traditional research of infrared radiation polarization, the difference between the parallel and vertical components of the infrared emissivity is used to express the polarization degree, and the Fresnel formula is used to calculate the Fresnel reflectivity. Finally, the infrared radiation polarization model based on Fresnel reflectivity is obtained according to the relationship between emissivity and reflectivity. Because the Fresnel reflectivity in the traditional model is derived under the precondition of specular reflection on the surface of the object, it is only applicable to the ideal smooth surface, and in order to express the polarization characteristics of infrared radiation on the surface of the object under different roughness conditions, The traditional model is used to measure the complex refractive index of the surface of the object with different roughness, and then the method is added to the model to calculate it. Because the microscopic distribution of the rough surface is neglected, the final results are not completely accurate. Aiming at neglecting the microscopic distribution of rough object surface in traditional infrared radiation polarization model, the theoretical research and simulation of infrared radiation polarization characteristics are carried out in this paper, based on the polarization bidirectional reflectance distribution function of micro-surface element. The polarization model of infrared radiation is established based on the microstructure distribution. Firstly, the bidirectional reflectance distribution function is studied, and the traditional infrared radiation polarization model is improved by introducing the microplane bidirectional reflectance distribution function. According to Kirchhoff's law and the bidirectional reflectance distribution function of microplane, the relationship between emissivity and the spatial reflectivity of the hemisphere is obtained. Then we study how to polarization the bidirectional reflectance distribution function of the microplane and calculate the spatial reflectance of the oriented hemisphere, and then obtain the directional emissivity matrix to calculate the polarization degree of infrared radiation. A polarization model of infrared radiation based on polarization bidirectional reflectance distribution function is established and simulated and analyzed. The experimental results show that the polarization degree of infrared radiation obtained by the model simulation is basically consistent with the measured results, and is more consistent with the measured results compared with the simulation results of the traditional infrared radiation polarization model. The polarization characteristics of infrared radiation can be reflected more accurately. Finally, the model of typical material object is modeled and the infrared radiation polarization image is simulated, which further verifies the correctness of the model. It also shows that the infrared radiation polarization image can better distinguish the target object and obtain the image with more detailed texture information.
【学位授予单位】:合肥工业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:O436.3;TN215

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 吉林大学化学系红外辐射材料研究组;分子筛型选择性红外辐射材料的研究(Ⅰ)[J];吉林大学学报(自然科学版);1977年04期

2 孔凡平,俞福堂;红外科学技术进展[J];自然杂志;1979年10期

3 ;常用红外辐射术语统一方案[J];红外研究;1983年02期

4 邬文斌,莎莉;用红外辐射烘干火柴[J];红外研究;1984年02期

5 董景超;;地面红外辐射土壤测温法在地热异常区的应用[J];辽宁地质;1985年03期

6 汤大新,杨钧,王淑华;日本红外辐射陶瓷材料的最新进展[J];物理;1988年11期

7 真木太一;黑濑义孝;王茂新;;红外辐射温度仪在局地气象观测中的应用[J];气象科技;1989年06期

8 李永吉,李敏美;非均匀气体系统红外辐射谱带模型计算方法[J];松辽学刊(自然科学版);1991年01期

9 里佐威,裴力,李志友,韩玉华,章志强,高光栋,孟维洋;红外辐射对平菇生长周期的影响[J];吉林大学自然科学学报;1991年02期

10 谭辉玲,薛建刚;特定红外辐射对钝顶螺旋藻生长的影响[J];微生物学通报;1993年04期

相关会议论文 前10条

1 卢琦;;红外辐射材料的应用及研究现状[A];第十三届全国红外加热暨红外医学发展研讨会论文及论文摘要集[C];2011年

2 蔡本睿;钱丽勋;李卓;;高红外辐射膜材料研制及性能实验研究[A];中国化学会第十届全国发光分析学术研讨会论文集[C];2011年

3 宋本庆;;红外辐射增效技术的新发展[A];第十三届全国红外加热暨红外医学发展研讨会论文及论文摘要集[C];2011年

4 李素云;夏朝勇;朱文学;;红外辐射在谷物干燥中的应用[A];中国食品科学技术学会第五届年会暨第四届东西方食品业高层论坛论文摘要集[C];2007年

5 夏朝勇;朱文学;张仲欣;;红外辐射在农副产品加工中的应用与进展[A];中国食品科学技术学会第五届年会暨第四届东西方食品业高层论坛论文摘要集[C];2007年

6 褚治德;诸凯;焦士龙;杨俊红;孟宪玲;;红外辐射与对流传热的节能减排研究[A];红外辐射与对流传热的节能减排研究——全国第十一届红外加热暨红外医学发展研讨会论文集[C];2007年

7 侯峙云;周桂耀;侯蓝田;;红外辐射与物质作用的热过程研究[A];第八届全国红外加热暨红外医学发展研讨会论文及论文摘要集[C];2001年

8 尹荔松;沈辉;;选择性红外辐射陶瓷微粉的纳米技术改性及应用[A];第八届全国红外加热暨红外医学发展研讨会论文及论文摘要集[C];2001年

9 薛战理;;低背景红外辐射校准装置研究[A];第十届全国光学测试学术讨论会论文(摘要集)[C];2004年

10 邵秀梅;于月华;方家熊;;红外辐射及其测量方法[A];全国第十四届红外加热暨红外医学发展研讨会论文及论文摘要集[C];2013年

相关重要报纸文章 前10条

1 吴立新;固体地球灾害遥感监测基础研究的进展[N];中国测绘报;2008年

2 范广宏 任明伟 机械科学研究总院先进制造技术研究中心 吴元德 北京协和医学院基础学院 杨子彬 中国医学科学院基础医学研究所 北京;技术创新促红外线医疗保健作用凸显[N];科技日报;2014年

3 ;抑菌红外辐射陶瓷釉面砖[N];今日信息报;2003年

4 张连生;特征红外辐射脱水技术及其应用领域[N];中国特产报;2001年

5 山东科润新能源有限公司董事长 周存文;红外辐射热能转换器的应用[N];中国建材报;2013年

6 廖林炜 许中胜 本报特约记者 陆文强;光电武器异军突起[N];解放军报;2012年

7 田武;“陆战之王”隐形有高招[N];中国国防报;2004年

8 陈雪根;新型瓷砖专利 首遇强制拍卖[N];中华工商时报;2003年

9 付颖;新型瓷砖专利首遇强制拍卖[N];中华建筑报;2003年

10 陈鸣涛;低价电暖器“出身”不明[N];消费日报;2007年

相关博士学位论文 前3条

1 张净玉;球形离散颗粒抑制热喷流红外辐射规律研究[D];南京航空航天大学;2007年

2 汪喜波;红外辐射与对流联合干燥的理论分析及试验研究[D];中国农业大学;2003年

3 武晓燕;高红外辐射无机非金属晶体材料的制备及其碱液蒸发应用研究[D];南开大学;2014年

相关硕士学位论文 前10条

1 李大钊;海面红外辐射与散射特性研究[D];西安电子科技大学;2012年

2 陈璐;海面红外辐射特性建模与仿真[D];西安电子科技大学;2013年

3 王立山;王台铺煤矿旺格维利采煤法红外辐射物理相似模拟实验研究[D];中国矿业大学;2015年

4 郑跃瑜;远距离目标红外辐射探测研究[D];湘潭大学;2015年

5 施加宝;海天背景的红外辐射散射特性研究[D];西安电子科技大学;2009年

6 黄东;红外辐射材料的研究及其燃油活化的应用[D];武汉理工大学;2011年

7 廖猛蛟;飞机红外辐射图像生成、仿真与传输研究[D];西北工业大学;2001年

8 徐林娜;高温红外辐射涂料的制备及性能研究[D];昆明理工大学;2010年

9 汤倩;红外辐射偏振建模与仿真研究[D];合肥工业大学;2015年

10 刘晓芳;过渡金属氧化物固溶堇青石体系红外辐射材料结构与性能研究[D];武汉理工大学;2002年



本文编号:2237081

资料下载
论文发表

本文链接:https://www.wllwen.com/kejilunwen/dianzigongchenglunwen/2237081.html


Copyright(c)文论论文网All Rights Reserved | 网站地图 |

版权申明:资料由用户d3835***提供,本站仅收录摘要或目录,作者需要删除请E-mail邮箱bigeng88@qq.com