在實際研制空間目標視覺導航系統(tǒng)前,需要對導航相機進行地面仿真測試�？臻g目標導航相機成像數(shù)據(jù)源能夠為測試提供圖像輸入。由于實際觀測圖像很難取得,論文以計算機圖像技術為核心,開展空間目標導航相機數(shù)字成像模擬源的研制工作,通過仿真的方法獲得目標觀測圖像。論文從空間目標成像模擬的應用場景出發(fā),對能夠仿真生成導航相機對空間目標的觀測圖像的數(shù)字成像模擬源的設計開展了深入的研究。論文基于光線追蹤法建立了導航場景,設計了成像計算流程,進行了目標幾何與光學特征的一體化建模,最后基于QT框架和Opti X引擎設計開發(fā)了數(shù)字成像軟件。論文工作主要從以下四個方面展開:首先從空間目標導航場景建模開始入手,為成像仿真工作奠定基礎。基于光線追蹤法建立了空間目標幾何成像模型以對空間目標進行定位,隨后建立了空間目標輻射成像模型以對場景中的光照進行輻射學定量分析。論文最后根據(jù)幾何與輻射的成像模型設計了空間目標成像仿真的計算方法。其次在空間目標光學特性建模方面進行了研究。提出了空間目標幾何特征和材質(zhì)光學特征的一體化建模方法。對于幾何外觀特征,提出了組件分割建模、三角面元劃分、三角網(wǎng)格輸出的建模方法。對于材質(zhì)光學特征,針對漫...

【文章頁數(shù)】：74 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題背景及研究的目的和意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及分析
        1.2.1 空間目標成像渲染技術發(fā)展現(xiàn)狀
        1.2.2 空間目標光學特性建模方法發(fā)展現(xiàn)狀
    1.3 本文的主要研究內(nèi)容
第2章 基于光線追蹤法的空間目標導航場景搭建
    2.1 基于光線追蹤法的空間目標幾何成像建模
        2.1.1 基于光線追蹤法的幾何成像計算方法
        2.1.2 基于光線追蹤法的空間視點坐標系設計
        2.1.3 基于光線追蹤法的空間視線變換模型
    2.2 基于光線追蹤法的空間目標輻射成像建模
        2.2.1 基于光線追蹤法的全局光照模型
        2.2.2 基于光線追蹤法的輻射求解模型
        2.2.3 基于蒙特卡洛法的輻射亮度估計模型
        2.2.4 基于蒙特卡洛法的次級光照采樣
    2.3 基于光線追蹤法的空間目標成像仿真
    2.4 本章小結
第3章 空間目標光學特性的建模研究
    3.1 空間目標的幾何外觀建模
        3.1.1 空間目標幾何外觀的組件分割建模
        3.1.2 空間目標幾何外觀的三角面元劃分
        3.1.3 空間目標三角網(wǎng)格輸出
    3.2 空間目標的表面材質(zhì)光學特性建模
        3.2.1 近似漫反射表面的光學特性建模
        3.2.2 粗糙高光表面的光學特性建模
    3.3 目標成像結果及分析
    3.4 本章小結
第4章 基于OptiX引擎的成像仿真模塊開發(fā)
    4.1 基于OptiX光線追蹤引擎的總體設計
        4.1.1 OptiX引擎介紹
        4.1.2 基于Opti X引擎的CUDA程序總體設計
    4.2 基于Opti X引擎的核心CUDA程序設計
        4.2.1 光線生成程序
        4.2.2 著色計算程序
    4.3 基于Opti X引擎的CPU端程序設計
        4.3.1 程序總體設計
        4.3.2 目標模型導入程序設計
    4.4 成像仿真模塊測試
    4.5 本章小結
第5章 空間目標導航相機數(shù)字成像軟件的設計與測試
    5.1 空間目標導航相機數(shù)字成像軟件總體設計
    5.2 空間目標成像仿真系統(tǒng)核心模塊設計
        5.2.1 系統(tǒng)數(shù)據(jù)通訊模塊設計
        5.2.2 系統(tǒng)控制模塊設計
        5.2.3 數(shù)據(jù)管理模塊設計
    5.3 空間目標導航相機數(shù)字成像軟件測試
        5.3.1 成像仿真圖像質(zhì)量測試
        5.3.2 成像仿真速度測試
    5.4 本章小結
結論
參考文獻
攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文及其它成果
致謝



本文編號：3839109