粗糙旋轉(zhuǎn)目標(biāo)動(dòng)態(tài)散斑測(cè)量與微運(yùn)動(dòng)特征檢測(cè).pdf

1、激光散斑測(cè)量技術(shù)具有非接觸無(wú)損傷、實(shí)時(shí)性好等諸多優(yōu)點(diǎn)，是目前檢測(cè)技術(shù)的理論和應(yīng)用研究的熱點(diǎn)。激光散斑攜帶的散射體的信息是進(jìn)行目標(biāo)探測(cè)、識(shí)別、特征分析、以及微運(yùn)動(dòng)檢測(cè)的重要依據(jù)。本文從粗糙體散射觀察面上散斑場(chǎng)理論出發(fā)，分別數(shù)值分析了后向和雙站接收的散射自旋目標(biāo)動(dòng)態(tài)散斑統(tǒng)計(jì)特性，提出了錐動(dòng)目標(biāo)激光散斑時(shí)間-空間統(tǒng)計(jì)特性。研究了材料、表面粗糙度、尺寸、速度、視線角和進(jìn)動(dòng)角等因素對(duì)動(dòng)態(tài)散斑時(shí)間統(tǒng)計(jì)特性的影響。論文的主要成果如下：
　　1.

2、根據(jù)了粗糙目標(biāo)散斑形成機(jī)理，以及粗糙度的定義以及檢測(cè)技術(shù)，研究了激光光照射下運(yùn)動(dòng)粗糙目標(biāo)的激光多普勒特性，給出了旋轉(zhuǎn)對(duì)稱目標(biāo)的多普勒頻移的理論公式，分析了動(dòng)態(tài)散斑與多普勒效應(yīng)在測(cè)量目標(biāo)運(yùn)動(dòng)速度上的相關(guān)性。
　　2.基于遠(yuǎn)區(qū)觀察面散斑場(chǎng)理論，研究了后向散射和雙站散射自旋粗糙目標(biāo)動(dòng)態(tài)散斑統(tǒng)計(jì)特性，嚴(yán)格推導(dǎo)了后向散射和雙站散射自旋目標(biāo)動(dòng)態(tài)散斑時(shí)間相關(guān)函數(shù)的解析表達(dá)式。
　　3.研究旋轉(zhuǎn)目標(biāo)動(dòng)態(tài)散斑時(shí)序圖測(cè)量方法，設(shè)計(jì)并搭建了多運(yùn)動(dòng)

3、姿態(tài)目標(biāo)動(dòng)態(tài)激光散斑測(cè)量光路。設(shè)計(jì)了五種尺寸規(guī)格、四種表面粗糙度和三種材料類型的圓柱體和圓錐體目標(biāo)，并測(cè)試了目標(biāo)表面粗糙度統(tǒng)計(jì)特性。分析了目標(biāo)動(dòng)態(tài)散斑的影響因素，以及散斑圖像的預(yù)處理技術(shù)。
　　4.采用多幅圖基于邊緣檢測(cè)算法和多幅散斑圖相關(guān)函數(shù)算法，提取自旋目標(biāo)的歸一化時(shí)間相關(guān)統(tǒng)計(jì)特性。通過(guò)實(shí)驗(yàn)方獲得了目標(biāo)動(dòng)態(tài)散斑的歸一化時(shí)間相關(guān)函數(shù)曲線，研究了目標(biāo)幾何尺寸、材料介電參數(shù)，表面粗糙度、不同自旋角速度和視線角對(duì)目標(biāo)動(dòng)態(tài)散斑時(shí)間統(tǒng)計(jì)特

4、性的影響。
　　5.推導(dǎo)了錐旋目標(biāo)動(dòng)態(tài)散斑時(shí)間相關(guān)函數(shù)的解析表達(dá)式。理論與實(shí)驗(yàn)結(jié)合研究了目標(biāo)材料，表面粗糙度，尺寸規(guī)格，錐動(dòng)角速度和錐動(dòng)角對(duì)歸一化時(shí)間相關(guān)函數(shù)的影響，給出了目標(biāo)錐動(dòng)角速度、錐動(dòng)角和尺寸與目標(biāo)時(shí)間統(tǒng)計(jì)特性的關(guān)系。
　　6.通過(guò)實(shí)驗(yàn)獲得了旋轉(zhuǎn)柱體和錐體目標(biāo)的動(dòng)態(tài)散斑時(shí)間相關(guān)長(zhǎng)度，結(jié)合粗糙旋轉(zhuǎn)目標(biāo)散射理論和優(yōu)化算法，實(shí)現(xiàn)了錐旋柱體和錐體的錐旋速度和進(jìn)動(dòng)角的反演，檢測(cè)出旋轉(zhuǎn)速度和視線角。其反演結(jié)果與實(shí)驗(yàn)設(shè)定參數(shù)有很好