CN112765792B - 一种基于褶皱表面的空间目标光散射特性仿真计算方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种基于褶皱表面的空间目标光散射特性仿真计算方法，以解决现有的空间目标光散射特性计算时忽略了包覆材料表面的褶皱，导致计算结果准确度低的问题。所述方法包括：对所述空间目标进行建模；对建好的模型进行三角面元剖分处理；根据所述空间目标表面褶皱的情况，提取相应的三角面元的顶点，修改所述顶点的坐标，形成褶皱；依据每个三角面元对光线的反射情况、以及所述空间目标各部件的遮挡情况，计算所述空间目标的光散射特性。

Description

一种基于褶皱表面的空间目标光散射特性仿真计算方法
技术领域
本发明涉及光学领域，尤其涉及一种基于褶皱表面的空间目标光散射特性仿真计算方法。
背景技术
空间目标为保护电器部件，会加贴多层包覆材料，包覆材料表面不平整，存在起伏，即褶皱，并且卫星表面包裹层的起伏是随机的，其反射特性包括镜面反射和漫反射的综合效果。卫星表面包裹层的覆盖面积除帆板外超过80％，对光散射特性仿真计算精度的影响很大。常规方法一种是通过实验室实测值对各种起伏进行统计，将获得的统计模型作为仿真输入，提高空间目标光散射特性计算结果的置信度。但该方法需要通过大量实验室实测数进行据统计，需要耗费大量人力、物力，且起伏程度不可控。空间目标仿真计算在最初建模时，如果将所有褶皱都建模，则工作量太大，因此，另一种常规的方法是最初建模的时候不考虑褶皱特性，直接建模为平整表面进行仿真计算，如图1所示。但空间目标包覆材料覆盖部分较大，覆盖部分的褶皱对光散射特性影响也很大，如不考虑某些褶皱，则最终的光散射特性计算结果如图2所示，准确度很低，无法满足空间目标光散射特性的计算精度要求。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是现有的空间目标光散射特性计算结果准确度低的问题。
本发明公开了一种基于褶皱表面的空间目标光散射特性仿真计算方法，包括：
对所述空间目标进行建模；
对建好的模型进行三角面元剖分处理；
根据所述空间目标表面褶皱的情况，提取相应的三角面元的顶点，修改所述顶点的坐标，形成褶皱；
依据每个三角面元对光线的反射情况、以及所述空间目标各部件的遮挡情况，计算所述空间目标的光散射特性。
优选地，所述的对所述空间目标进行建模所采用的软件为ProE。
优选地，所述的对所述空间目标进行建模所采用的软件为SolidWorks。
优选地，所述的对建好的模型进行三角面元剖分处理所采用的软件为Hypermesh。
优选地，所述的根据所述空间目标表面褶皱的情况，提取相应的三角面元的顶点，修改所述顶点的坐标，形成褶皱包括：
根据所述空间目标上需要进行褶皱处理的部件的褶皱程度，设置褶皱系数；
读取所述部件的三角面元的三个顶点坐标；
在1-100范围内，随机筛选出一个数值，将所述数值乘以褶皱系数，得到褶皱参数；
标将读取的三角面元的三个顶点坐标分别加上所述褶皱参数，得到新的顶点坐标。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
通过改变三角面元顶点坐标来改变三角面元的法线方向，进而改变光的反射方向，利用改变了三角面元顶点坐标的模型进行空间目标光散射特性仿真计算，得到的计算结果更加精确。
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
附图说明
附图用来提供对本发明技术方案的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本申请的实施例一起用于解释本发明的技术方案，并不构成对本发明技术方案的限制。
图1为本发明背景技术部分的平整表面模型；
图2为本发明背景技术部分采用图1所示的模型得到的空间目标光散射特性仿真结果；
图3为本发明实施例的基于褶皱表面的空间目标光散射特性仿真计算方法的示意性流程图；
图4为本发明实施例的修改了三角面元顶点坐标后的模型；
图5为本发明实施例的采用图4所示的模型得到的空间目标光散射特性仿真结果。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下文中将结合附图对本发明的实施例进行详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。
图3为本发明实施例的基于褶皱表面的空间目标光散射特性仿真计算方法的示意性流程图，本发明实施例的基于褶皱表面的空间目标光散射特性仿真计算方法一般性地可以包括：
步骤S1、对所述空间目标进行建模：建模通常采用ProE或SolidWorks这两个软件即可；
步骤S2、对建好的模型进行三角面元剖分处理：利用剖分软件Hypermesh进行常规的三角面元剖分处理；
步骤S3、根据所述空间目标表面褶皱的情况，提取相应的三角面元的顶点，修改所述顶点的坐标，形成褶皱，具体包括：
步骤S31、根据所述空间目标上需要进行褶皱处理的部件的褶皱程度，设置褶皱系数；
步骤S32、读取所述部件的三角面元的三个顶点坐标；
步骤S33、在1-100范围内，随机筛选出一个数值，将所述数值乘以褶皱系数，得到褶皱参数；
步骤S34、将读取的三角面元的三个顶点坐标分别加上所述褶皱参数，得到新的顶点坐标，修改顶点坐标后的模型如图4所示；
上述步骤S3通过修改三角面元的顶点坐标来修改三角面元法线方向，进而改变光的反射方向；
步骤S4、依据每个微小的三角面元对光线的反射情况、以及所述空间目标各部件的遮挡情况，采用现有方法计算所述空间目标的光散射特性，计算结果如图5所示，设置了较大褶皱系数后的面元模型和仿真计算结果，使空间目标的仿真计算结果更加精准。
本实施例的基于褶皱表面的空间目标光散射特性仿真计算方法，使模型表面不同的面元根据设置的褶皱程度出现随机起伏，使平整表面的统一镜面反射根据起伏结果发生小表面的相互遮掩效应，使被包覆表面的仿真图像出现离散亮斑，不但仿真亮度值精确度提高，仿真图像置信度也大大提高。
本领域普通技术人员可以理解，上文中所公开方法中的全部或某些步骤、系统、装置中的功能模块/单元可以被实施为软件、固件、硬件及其适当的组合。在硬件实施方式中，在以上描述中提及的功能模块/单元之间的划分不一定对应于物理组件的划分；例如，一个物理组件可以具有多个功能，或者一个功能或步骤可以由若干物理组件合作执行。某些组件或所有组件可以被实施为由处理器，如数字信号处理器或微处理器执行的软件，或者被实施为硬件，或者被实施为集成电路，如专用集成电路。这样的软件可以分布在计算机可读介质上，计算机可读介质可以包括计算机存储介质(或非暂时性介质)和通信介质(或暂时性介质)。如本领域普通技术人员公知的，术语计算机存储介质包括在用于存储信息(诸如计算机可读指令、数据结构、程序模块或其他数据)的任何方法或技术中实施的易失性和非易失性、可移除和不可移除介质。计算机存储介质包括但不限于RAM、ROM、EEPROM、闪存或其他存储器技术、CD-ROM、数字多功能盘(DVD)或其他光盘存储、磁盒、磁带、磁盘存储或其他磁存储装置、或者可以用于存储期望的信息并且可以被计算机访问的任何其他的介质。此外，本领域普通技术人员公知的是，通信介质通常包含计算机可读指令、数据结构、程序模块或者诸如载波或其他传输机制之类的调制数据信号中的其他数据，并且可包括任何信息递送介质。
虽然参照示例性实施方式对本发明进行了描述，但是应当理解，本发明并不局限于文中详细描述和示出的具体实施方式，在不偏离权利要求书所限定的范围的情况下，本领域技术人员可以对所述示例性实施方式做出各种改变。

Claims (4)

1.一种基于褶皱表面的空间目标光散射特性仿真计算方法，其特征在于，包括：
对所述空间目标进行建模；
对建好的模型进行三角面元剖分处理；
根据所述空间目标表面褶皱的情况，提取相应的三角面元的顶点，修改所述顶点的坐标，形成褶皱；
依据每个三角面元对光线的反射情况、以及所述空间目标各部件的遮挡情况，计算所述空间目标的光散射特性；
所述的根据所述空间目标表面褶皱的情况，提取相应的三角面元的顶点，修改所述顶点的坐标，形成褶皱包括：
根据所述空间目标上需要进行褶皱处理的部件的褶皱程度，设置褶皱系数；
读取所述部件的三角面元的三个顶点坐标；
在1-100范围内，随机筛选出一个数值，将所述数值乘以褶皱系数，得到褶皱参数；
标将读取的三角面元的三个顶点坐标分别加上所述褶皱参数，得到新的顶点坐标。
2.根据权利要求1所述的基于褶皱表面的空间目标光散射特性仿真计算方法，其特征在于，所述的对所述空间目标进行建模所采用的软件为ProE。
3.根据权利要求1所述的基于褶皱表面的空间目标光散射特性仿真计算方法，其特征在于，所述的对所述空间目标进行建模所采用的软件为SolidWorks。
4.根据权利要求2或3所述的基于褶皱表面的空间目标光散射特性仿真计算方法，其特征在于，所述的对建好的模型进行三角面元剖分处理所采用的软件为Hypermesh。
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105513131A (zh) * 2015-12-16 2016-04-20 中国地质大学（武汉） 一种顾及褶皱的三维地质结构模型角点网格剖分方法
CN105975649A (zh) * 2016-03-30 2016-09-28 西安电子科技大学 一种方形太阳帆表面褶皱形态的建模方法
EP3657440A1 (de) * 2018-11-23 2020-05-27 Fielmann Ventures GmbH Verfahren und system zur dreidimensionalen rekonstruktion eines menschlichen kopfes aus mehreren bildern

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110580742A (zh) * 2018-06-07 2019-12-17 南京理工大学 基于gpu并行的sbr实现目标电磁散射特性建模与分析的方法
US10818038B2 (en) * 2018-09-10 2020-10-27 Disney Enterprises, Inc. Techniques for capturing dynamic appearance of skin

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105513131A (zh) * 2015-12-16 2016-04-20 中国地质大学（武汉） 一种顾及褶皱的三维地质结构模型角点网格剖分方法
CN105975649A (zh) * 2016-03-30 2016-09-28 西安电子科技大学 一种方形太阳帆表面褶皱形态的建模方法
EP3657440A1 (de) * 2018-11-23 2020-05-27 Fielmann Ventures GmbH Verfahren und system zur dreidimensionalen rekonstruktion eines menschlichen kopfes aus mehreren bildern

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