激光反射层析成像仿真方法研究

陈剑彪; 孙华燕; 孔舒亚; 赵延仲; 单聪淼

doi:doi:10.3788/LOP56.131104

激光与光电子学进展, 2019, 56 (13): 131104, 网络出版: 2019-07-11

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Simulation Method of Laser Reflection Tomography Imaging

陈剑彪 ^1,*孙华燕 ²孔舒亚 ³赵延仲 ²单聪淼 ⁴

作者单位

¹ 航天工程大学研究生院, 北京 101416

² 航天工程大学电子与光学工程系, 北京 101416

³ 中国人民解放军66135部队, 北京 100042

⁴ 中国航天员科研训练中心, 北京 100094

图 & 表

图 1. 反射层析成像原理

Fig. 1. Principle of reflective tomography imaging

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图 2. 激光反射层析成像流程图

Fig. 2. Diagram of reflective tomography imaging

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图 3. 卫星模型坐标系设置

Fig. 3. Setting of coordinate for satellite model

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图 4. 目标表面参数图像。(a)面元距离信息;(b)面元法向与观测方向的夹角

Fig. 4. Images for object surface parameters. (a) Facet range image; (b) angle between facet normal and detecting direction

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图 5. 表面为近似镜面反射、漫反射以及混合表面时的BRDF曲线

Fig. 5. BRDF curves of specular, diffuse, and mixed surfaces

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图 6. 目标激光回波示意图

Fig. 6. Diagram of object laser echoes

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图 7. 卫星目标激光回波及重建图像。(a)、(d) τ=0.5 ns;(b)、(e) τ=1 ns;(c)、(f) τ=3 ns

Fig. 7. Laser echoes and reconstructed images of satellite model. (a), (d) τ=0.5 ns; (b), (e) τ=1 ns; (c), (f) τ=3 ns

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图 8. 卫星目标激光回波及重建图像。(a)、(d)漫反射表面;(b)、(e)近似镜面反射表面;(c)、(f)混合表面

Fig. 8. Laser echoes and reconstructed images of satellite model. (a), (d) Diffuse surface; (b), (e) approximate specular surface; (c), (f) mixed surface

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表 1表面材质BRDF参数

Table1. BRDF parameters of surface material

Material type	A	B	m	s
Purely diffuse reflection	0	1	0.8	0
Approximatespecular reflection	1	0	0	0.2
Mixed condition	0.5	0.5	0.8	0.4

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陈剑彪, 孙华燕, 孔舒亚, 赵延仲, 单聪淼. 激光反射层析成像仿真方法研究[J]. 激光与光电子学进展, 2019, 56(13): 131104. Jianbiao Chen, Huayan Sun, Shuya Kong, Yanzhong Zhao, Congmiao Shan. Simulation Method of Laser Reflection Tomography Imaging[J]. Laser & Optoelectronics Progress, 2019, 56(13): 131104.

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图 1. 反射层析成像原理

Fig. 1. Principle of reflective tomography imaging

图 2. 激光反射层析成像流程图

Fig. 2. Diagram of reflective tomography imaging

图 3. 卫星模型坐标系设置

Fig. 3. Setting of coordinate for satellite model

图 4. 目标表面参数图像。(a)面元距离信息;(b)面元法向与观测方向的夹角

Fig. 4. Images for object surface parameters. (a) Facet range image; (b) angle between facet normal and detecting direction

图 5. 表面为近似镜面反射、漫反射以及混合表面时的BRDF曲线

Fig. 5. BRDF curves of specular, diffuse, and mixed surfaces

图 6. 目标激光回波示意图

Fig. 6. Diagram of object laser echoes

图 7. 卫星目标激光回波及重建图像。(a)、(d) τ=0.5 ns;(b)、(e) τ=1 ns;(c)、(f) τ=3 ns

Fig. 7. Laser echoes and reconstructed images of satellite model. (a), (d) τ=0.5 ns; (b), (e) τ=1 ns; (c), (f) τ=3 ns

图 8. 卫星目标激光回波及重建图像。(a)、(d)漫反射表面;(b)、(e)近似镜面反射表面;(c)、(f)混合表面

Fig. 8. Laser echoes and reconstructed images of satellite model. (a), (d) Diffuse surface; (b), (e) approximate specular surface; (c), (f) mixed surface

表 1表面材质BRDF参数

Table1. BRDF parameters of surface material

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图 1. 反射层析成像原理

Fig. 1. Principle of reflective tomography imaging

图 2. 激光反射层析成像流程图

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Fig. 3. Setting of coordinate for satellite model

图 4. 目标表面参数图像。(a)面元距离信息;(b)面元法向与观测方向的夹角

Fig. 4. Images for object surface parameters. (a) Facet range image; (b) angle between facet normal and detecting direction

图 5. 表面为近似镜面反射、漫反射以及混合表面时的BRDF曲线

Fig. 5. BRDF curves of specular, diffuse, and mixed surfaces

图 6. 目标激光回波示意图

Fig. 6. Diagram of object laser echoes

图 7. 卫星目标激光回波及重建图像。(a)、(d) τ=0.5 ns;(b)、(e) τ=1 ns;(c)、(f) τ=3 ns

Fig. 7. Laser echoes and reconstructed images of satellite model. (a), (d) τ=0.5 ns; (b), (e) τ=1 ns; (c), (f) τ=3 ns

图 8. 卫星目标激光回波及重建图像。(a)、(d)漫反射表面;(b)、(e)近似镜面反射表面;(c)、(f)混合表面

Fig. 8. Laser echoes and reconstructed images of satellite model. (a), (d) Diffuse surface; (b), (e) approximate specular surface; (c), (f) mixed surface

表 1表面材质BRDF参数

Table1. BRDF parameters of surface material

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