輻射傳輸未知下的水下光場仿真研究.pdf

1、在進(jìn)入21世紀(jì)之際，隨著社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們越來越意識到海洋對人們生活的重要性。近年來，海洋資源開發(fā)、海洋自然環(huán)境保護(hù)以及海洋軍事應(yīng)用等方面的研究越來越引起人們的關(guān)注。光探測作為水下資源探測及環(huán)境保護(hù)的重要手段，主要包含水下探照及其三維視景的仿真，水下光場仿真及可見光探測的算法研究已經(jīng)成為水下視覺和水下圖像處理所關(guān)注的熱點(diǎn)。
　　本文基于輻射傳輸未知情況下的水下光場實(shí)時仿真問題，僅依靠視域內(nèi)相鄰光線間的采樣信息，在確定領(lǐng)域內(nèi)水下光

2、場的光照渲染問題上，結(jié)合光輻射傳輸理論，但其受到海洋洋流、溫鹽密特性因素的影響具有漂移特性，因此采用了非線性不確定性系統(tǒng)最優(yōu)估計理論，結(jié)合海洋波動理論，對光輻射傳輸未知條件下采樣光場仿真算法進(jìn)行一系列的研究。
　　針對海洋水下光學(xué)的研究，首先需要分析水下光場的理論基礎(chǔ)，了解水下光學(xué)的特性，然后引入光線的輻射傳播理論，建立光場的Monte-Carlo輻射傳播方程，通過利用光子在水下的輻射傳播信息，對光場的輻射傳輸算法做建模仿真。

3、r>　　其次，海洋波動光場的精確建模不能拋棄海水溫鹽密特性的約束，不能轉(zhuǎn)化為無漂系統(tǒng)，因此需要對波動光場的位置進(jìn)行估計。根據(jù)Stokes理論，建立風(fēng)海波模型，結(jié)合實(shí)測海洋折射率數(shù)據(jù)，依據(jù)插值法，采用最小二乘法進(jìn)行擬合，得到一個含有多參數(shù)的海水折射率模型，然后引入熵權(quán)分析法，建立一個水下光場衰減考評體系，以實(shí)現(xiàn)水下二三維光場的可視化仿真，對空間位置進(jìn)行估計。
　　最后，由于洋流表現(xiàn)出多種不確定性，如定常已知、定常未知、時變已知、時變