基于毫米波辐射测量的目标表面法向量获取方法及系统与流程

技术特征：
1.一种基于毫米波辐射的目标表面法向量获取方法，其特征在于，包括以下步骤：s1：在方位角为天顶角为θ的观测方向上以n种不同的天线极化旋转角度(β1，β2，
…
，β
n
)分别对置于无极化辐射环境中的待测目标进行测量，获得目标表面s的线极化亮温(t1，t2，
…
，t
n
)；其中，n≥3；s2：根据所述n种不同的天线极化旋转角度(β1，β2，
…
，β
n
)以及对应的线极化亮温(t1，t2，
…
，t
n
)获得目标表面s的相位角α0、水平极化亮温t
h
和垂直极化亮温t
v
；s3：测量得到环境亮温t
inc
和目标物理温度t
obj
；s4：根据s2中得到的水平极化亮温t
h
和垂直极化亮温t
v
以及s3中得到的环境亮温t
inc
和目标物理温度t
obj
获得目标表面s的入射角θ
i
；s5：根据方位角天顶角θ以及表面s的相位角α0和入射角θ
i
计算目标表面s的法向量。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，若测量得到的线极化亮温(t1，t2，
…
，t
n
)均相等，则认为目标表面s的法向量为3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，s2中根据余弦曲线方程组获得目标表面s的相位角α0、水平极化亮温t
h
和垂直极化亮温t
v
，其中，i∈{1,2,
…
,n}。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，s4中根据方程组4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，s4中根据方程组获得目标表面s的入射角θ
i
。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，s5中根据公式计算目标表面s的法向量。6.一种基于毫米波辐射的目标表面法向量获取系统，包括：线极化亮温获取模块，在方位角为天顶角为θ的观测方向上以n种不同的天线极化旋转角度(β1，β2，
…
，β
n
)分别对置于无极化辐射环境中的待测目标进行测量，获得目标表面s的线极化亮温(t1，t2，
…
，t
n
)；其中，n≥3；表面相位角获取模块，根据所述n种不同的天线极化旋转角度(β1，β2，
…
，β
n
)以及对应的线极化亮温(t1，t2，
…
，t
n
)获得目标表面s的相位角α0、水平极化亮温t
h
和垂直极化亮温t
v
；
法向量获取模块，测量得到环境亮温t
inc
和目标物理温度t
obj
，结合表面相位角获取模块得到的水平极化亮温t
h
和垂直极化亮温t
v
获得目标表面s的入射角θ
i
，根据方位角天顶角θ以及表面s的相位角α0和入射角θ
i
计算目标表面s的法向量。7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，若测量得到的线极化亮温(t1，t2，
…
，t
n
)均相等，则认为目标表面s的法向量为

技术总结
本发明公开了一种基于毫米波辐射的目标表面法向量获取方法及系统，在观测方向上以不同的天线极化旋转角度分别对置于无极化辐射环境中的待测目标进行测量，获得目标表面的线极化亮温；根据不同的天线极化旋转角度以及对应的线极化亮温获得目标表面的相位角、水平极化亮温和垂直极化亮温；测量得到环境亮温和目标物理温度；根据水平极化亮温和垂直极化亮温以及环境亮温和目标物理温度获得目标表面的入射角；根据方位角、天顶角以及表面的相位角和入射角计算表面的法向量。本发明仅从一个观测方向对目标进行测量即可提取立体目标的表面法向量，相比现有技术需要从两个观测方向对目标进行测量的局限，目标几何信息获取能力得到提高。到提高。到提高。


技术研发人员：胡飞 胡演
受保护的技术使用者：华中科技大学
技术研发日：2020.05.13
技术公布日：2021/11/19