本文關(guān)鍵詞：基于多光譜輻射測量的物體光譜發(fā)射率算法研究

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【摘要】：光譜發(fā)射率是研究物體紅外輻射特性的一個重要參數(shù),能夠比較全面的反映物體的紅外輻射規(guī)律,因此在工業(yè)生產(chǎn)、軍事國防、航空航天等領(lǐng)域都具有重要的作用。本文主要利用先進(jìn)的傅里葉變換紅外光譜輻射計(jì)測量系統(tǒng),對目標(biāo)輻射源的光譜輻射亮度進(jìn)行測量;結(jié)合紅外傳輸理論,通過背景、參考黑體、目標(biāo)源測量數(shù)據(jù)的比較和分析,研究目標(biāo)源光譜輻射亮度的建模方法,得到測量波段內(nèi)完整的亮度譜特性;進(jìn)而計(jì)算光譜發(fā)射率。本文研究的主要內(nèi)容包括:發(fā)射率測量方案設(shè)計(jì)。結(jié)合紅外理論,采用能量法通過比較目標(biāo)與同溫度同背景參考黑體的輻射亮度計(jì)算目標(biāo)光譜發(fā)射率。同時考慮光譜輻射計(jì)對環(huán)境輻射的響應(yīng)及設(shè)備內(nèi)部輻射的影響,采用雙溫校準(zhǔn)法對輻射計(jì)的響應(yīng)函數(shù)和環(huán)境等雜散輻射進(jìn)行標(biāo)定,完成對目標(biāo)亮度實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的預(yù)處理。基于最小二乘的紅外光譜輻射亮度估計(jì)及光譜發(fā)射率計(jì)算。結(jié)合紅外傳輸大氣窗口等知識,剔除無效的光譜輻射亮度數(shù)據(jù),選取大氣窗口下影響較小的光譜輻射亮度數(shù)據(jù)作樣本;假定光譜輻射亮度與波長存在高階多項(xiàng)式關(guān)系,利用最小二乘算法對3μm~14μm波段的光譜輻射亮度數(shù)據(jù)進(jìn)行建模,根據(jù)能量比較法,進(jìn)而計(jì)算光譜發(fā)射率。基于RBF網(wǎng)絡(luò)的紅外光譜輻射亮度估計(jì)及光譜發(fā)射率計(jì)算。選用波長作為RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸入,對應(yīng)輻射亮度作為輸出,對光譜輻射亮度進(jìn)行建模。同上計(jì)算3μm~14μm波段目標(biāo)的光譜發(fā)射率。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,兩種建模方法都能夠反映光譜輻射亮度與波長的關(guān)系,與理論發(fā)射率比較,RBF建模方法的計(jì)算精度要優(yōu)于最小二乘法,提高了光譜發(fā)射率的測量精度。
【關(guān)鍵詞】：輻射亮度 光譜發(fā)射率 最小二乘 RBF網(wǎng)絡(luò)
【學(xué)位授予單位】：沈陽航空航天大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：O434.3;TP183
【目錄】：

• 摘要6-7
• Abstract7-11
• 主要符號表11-12
• 第1章 緒論12-22
• 1.1 發(fā)射率的基本概念及定義12-16
• 1.2 紅外輻射特性中物體發(fā)射率的研究意義16-17
• 1.3 物體發(fā)射率的研究歷史、現(xiàn)狀和趨勢17-20
• 1.3.1 物體發(fā)射率國內(nèi)外研究歷史和現(xiàn)狀17-19
• 1.3.2 物體發(fā)射率今后的研究發(fā)展趨勢19-20
• 1.4 本文內(nèi)容及章節(jié)安排20-22
• 第2章 紅外輻射特性理論22-29
• 2.1 紅外輻射測量影響因素22-24
• 2.2 紅外輻射特性的基本規(guī)律24-27
• 2.2.1 基爾霍夫定律24-25
• 2.2.2 普朗克公式定律25-26
• 2.2.3 維恩位移定律26-27
• 2.2.4 斯忒藩-玻爾茲曼定律27
• 2.3 本章小結(jié)27-29
• 第3章 發(fā)射率測量系統(tǒng)及實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)29-37
• 3.1 光譜發(fā)射率測量系統(tǒng)29-33
• 3.1.1 光譜發(fā)射率測量原理29-31
• 3.1.2 光譜發(fā)射率測量設(shè)備31-33
• 3.2 光譜發(fā)射率測試實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)33-34
• 3.3 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理與分析34-36
• 3.4 本章小結(jié)36-37
• 第4章 基于最小二乘的光譜發(fā)射率建模37-46
• 4.1 最小二乘算法原理37-39
• 4.2 基于最小二乘算法的光譜發(fā)射率建模39-40
• 4.3 仿真實(shí)例40-45
• 4.4 本章小結(jié)45-46
• 第5章 基于RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的光譜發(fā)射率建模46-62
• 5.1 RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)46-52
• 5.1.1 RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的確定46-49
• 5.1.2 RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法49-52
• 5.2 基于RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的光譜發(fā)射率建模52-55
• 5.2.1 RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的泛化能力52-53
• 5.2.2 光譜發(fā)射率的RBF網(wǎng)絡(luò)模型及其訓(xùn)練53-55
• 5.3 仿真實(shí)例及比較55-61
• 5.3.1 仿真實(shí)例55-59
• 5.3.2 最小二乘算法和RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)果比較59-61
• 5.4 本章小結(jié)61-62
• 結(jié)論62-64
• 參考文獻(xiàn)64-67
• 致謝67-68
• 攻讀碩士期間發(fā)表（含錄用）的學(xué)術(shù)論文68

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本文編號：544916