基于孔径调制的光场成像技术研究

摘要

在冲击靶板后效过程中，有效获取侵彻体目标的空间位置信息是冲击过程场景信息探测与处理的关键问题。由于冲击过程瞬态变化快，传统单一视角成像无法实现对遮挡情况下目标的有效探测，利用两个或者多个高速摄像机组成的多目成像系统存在着系统庞大、硬件成本高等问题。本文针对冲击过程目标群中特定目标的空间位置信息获取问题，提出了采用孔径调制的多视角成像方式对侵彻后效过程进行多视角信息获取。 本文通过有效视角数、子视角视场、视角间视差及空间分辨率等方面对基于孔径编码的多视角成像系统进行设计与搭建，利用3DSMAX软件对冲击靶板过程仿真，构建“虚拟”多视角系统旨在获取侵彻后效过程多视角图像信息，同时研究了光照方式对侵彻场景信息获取的影响。针对传统合成孔径成像对前景遮挡破片“虚化”程度有限、侵彻体目标重建质量不佳等问题，本文提出了基于感兴趣目标的合成孔径算法。根据冲击场景中侵彻体目标与破片信息的特点，提出了特定目标提取算法，结合移除非目标光线的合成孔径成像算法解决了冲击场景中遮挡情况下侵彻体目标的检测问题。以仿真数据与实际采集数据对所提算法进行验证，结果表明所提算法能够对冲击场景中破片信息与侵彻体目标信息进行有效区分，与传统合成孔径方法相比得到了较好的侵彻体目标重建图像。