基于多视图三维重构目标电磁散射计算方法研究

发布时间：2020-06-29 12:10

【摘要】：在国家的军事防御中,隐身技术是一项非常重要的技术,隐身技术广泛用于飞机、舰艇等各种武器装备中。降低目标电磁特性(如雷达散射截面积)是现代隐身技术研究的主要方向之一。传统分析目标电磁特性过程中,目标的建模主要是通过现代3D建模软件(如3DMax、maya等)来建立,这种建模方式需要专业技术人员操作软件,且在建立复杂目标模型时,耗时很长。不仅如此,对于表面复杂的模型,使用3D建模软件难以用基本单元模拟目标表面。运用三维模型扫描仪对目标进行扫描来建立目标模型只能对单一目标进行建模且扫描设备体型巨大,不方便携带,三维扫描设备还十分昂贵。针对传统建模方法的缺点,本文运用计算机视觉技术中基于多视图三维重建恢复目标三维模型作为研究目标电磁散射过程的建模方法。首先,本文研究了计算机视觉三维重建技术近年发展进程,对需要分析其电磁特性的目标进行多方位照片采集,使用目标照片集作为输入,通过计算机视觉的三维重建技术对目标进行三维重建,输出近似目标表面的三维模型。基于多视图三维重建恢复目标表面的全过程包含稀疏重建、密集重建、表面重建。针对本文研究目的,通过大量三维重建目标的实验,总结了在分析目标某角度范围内电磁散射时采集照片的规则以及如何重建含有较少噪声的目标,之后编写程序实现基于多视图的三维重建。其次,选择图形电磁计算方法对基于多视图三维重建恢复的目标进行雷达散射截面积(RCS)计算,分析选择图形电磁计算方法对这种新型模型进行RCS计算的优势。对目标进行拉伸投影让计算机屏幕得到充分利用,针对拉伸投影目标给出相应计算RCS公式以提高RCS计算精度;在程序中使用并行计算方法提高计算目标RCS的速度;在本文中,用像素的颜色分量代表像素面元对总RCS贡献并显示,研究人员通过观察颜色明暗程度获知该像素面元对总RCS贡献,颜色越亮RCS越大,颜色越暗RCS越小。最后,针对三维重建目标编写对应计算RCS系统,为了更好地分析利用图形电磁计算方法计算三维重建目标RCS的优势和本文提出的并行计算RCS在速度上的提高,本文在软件设计时可以选择使用传统方法和改进方法计算同一目标RCS,将其结果进行比较。最后利用本文系统重建一复杂飞机模型,计算其RCS并对结果进行分析。
【学位授予单位】：西安电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TP391.41;O441
【图文】：

图模型的原理是多视图模型的基础。2.1.3 多视图模型图2.4 多视图模型基于两视图模型的基础，多视图中各个视图的投影矩阵更加容易求解。多视图模型结构如图2.4 所示，多视图模型实际上就是在两视图模型的基础上不断添加新视图。由于在前两幅视图中已经匹配了某些特征点，并且恢复出了特征匹配点在世界坐标系下的坐标。当有新的视图加进来时，可以寻找加进来的视图中的特征点与前两幅视图中已经恢复的三维点之间的对应关系。如图 2.4 所示，通过视图一和视图二恢复出了空间点 X ，要求解视图三的投影矩阵，先看空间中点 在视图一和视图二中的二维坐标u和'u ，如果在视图三种能找到一个特征点''u 与 和 是匹配点

4、特征点描述子的生成。接下来详细介绍上面几个 sift 特征点描述子的生成步骤。图2.5 特征点匹配2.1.4.2 尺度空间的建立SIFT 算法具有尺度不变性特征，之所以有尺度不变性特征是因为它检测的是对图像的尺度变化具有不变性的位置。为提取具有尺度不变性的特征点，先构建一个尺度空间，尺度空间中包含各原始图像不同清晰程度的扩展图像，也就是对图像不断进行模糊处理，若在清晰图像中的极值点在对应模糊图像中也是极值点，则该极值点才会被提取为特征点。前人在建立尺度空间时做了很多合理的假设，Koenderink(1984)和 Lindeberg 证明了在这些假设中，高斯函数能够满足尺度空间建立。I x, y 表示输入图像，G x, y , 表示高斯函数

【参考文献】

相关期刊论文 前2条

1 沈思瀚;潘明海;王龙;;一种基于GRECO的复杂目标棱边建模方法[J];微波学报;2015年03期

2 白冰;赖涛;赵拥军;秦记东;;一种改进的图形电磁计算(GRECO)多次散射计算方法[J];重庆邮电大学学报(自然科学版);2015年01期

本文编号：2733847