[毕业设计] 天空偏振光分布的特征获取与分析—方向信息的获取 [复制链接]

资料简介：

毕业设计-天空偏振光分布的特征获取与分析—方向信息的获取，共41页，20201字，附程序代码、录像、工作记录、答辩PPT、开题报告等

主要内容

1、采集晴朗条件下全天空照片

2、阐述偏振光的产生原因以及基本原理

3、国内外偏振光处理技术发展现况

4、偏振光信息在普通全天空照片中的获取原理

5、编程处理偏振图片信息

6、实现2-3-2维度转换

7、维度转换原理与编程

8、图像信息处理的细节以及想法

9、总结以及展望

摘要

地球大气中存着稳定的偏振度、偏振角分布模式，可以用于仿生导航、遥感探测、大气环境监测等领域。为了更直观地研究其分布特性，本文的研究主要致力于：

(1)使用OPENGL实现了单次瑞利散射理论模型的三维化仿真，为相关应用研究提供支持。

(2)本文使用OPENGL库与MFC库独立编程实现了0°，45°，90°天空拍摄数据的偏振度、偏振角的信息提取与处理。

(3)将得到的偏振信息三维化，使对偏振度、偏振角的观察更为直观。并编程找出偏振中性点并在三维图形中标出太阳所在子午线，为导航服务。

关键词：偏振光；偏振模式图；仿真；三维化；方向信息提取

目录

第一章 绪论 - 1 -

1.1背景及意义 - 1 -

1.2研究现状 - 1 -

1.3研究内容 - 3 -

1.4本文组织结构 - 4 -

第二章 基础知识 - 5 -

2.1偏振光基础 - 5 -

2.1.1瑞利散射 - 5 -

2.1.2偏振度特征 - 6 -

2.1.3 偏振角特征 - 7 -

2.1.4偏振中性点 - 9 -

2.2偏振信息的测量方法 - 9 -

第三章 偏振模式图仿真与处理编程 - 12 -

3.1 OPENGL仿真编程 - 12 -

3.2 MFC主程序编程 - 14 -

3.3 OPENGL测量模型三维化 - 16 -

3.4方向信息获取模块的编程 - 17 -

第四章 仿真实验及方向信息的获取 - 20 -

4.1 OPENGL仿真 - 20 -

4.2 测量数据的特征获取 - 21 -

4.3 测量模型的三维化 - 27 -

4.4 方向信息的获取 - 29 -

第五章 结论与展望 - 31 -

致谢 - 32 -

毕设期间发表的论文 - 33 -

参考文献 - 34 -

研究内容

本文的研究内容属于北京市教委面上项目“天空偏振光分布的影响因素分析与研究”的一部分。作者在论文中的工作集中在以下几个方面：

对全天空偏振光分布模式理论模型展开研究。首先对理论模型加以编程模拟仿真，得到2维偏振模式投影图像，之后再通过编程将模型3维化。3维化的图形有直观反映偏振模式图分布规律的优点，方便导航使用。

在理论研究的同时进行全天空图像数据样本采集，编制图像处理软件，将得到的实际图像数据输入程序得到实际的全天空偏振模式图像。分析全天空偏振模式图，寻找导航所需要的方向信息。

将仿真模拟的全天空偏振模式图与实际测量的全天空偏振模式图进行对比，验证测量模型的可用性。

分析实验中误差出现的原因以及存在的问题，提出后期进一步研究的想法与方向。

本文组织结构

第一章：概述了本文的研究背景及意义，阐述了偏振光导航的研究现状，提出本文的研究内容及组织。

第二章：阐述了偏振光相关的基础概念，解释了光的偏振特性、偏振的成因、偏振的两大重要参数——偏振度与偏振角，并分析了偏振度与偏振角的计算方法。使用Stocks模型与瑞利散射模型等数学模型描述了光的偏振在大气中的分布情况，为后续的大气偏振模式建模做准备。

第三章：说明如何在Visual Studio环境中进行MFC与OPENGL编程，处理采集到的天空图像数据，得到偏振模式图。

第四章：使用数码相机配合鱼眼镜头在室外进行全天空图像数据采集，将图像数据输入软件得到偏振度与偏振角的分布模式图，在偏振度的分布模式图中利用偏振中性点特性获取导航需要的方向信息。

第五章：总结本文的工作，提出实验与理论或分析试验中存在的不足，并对后续的工作提出展望。

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• 毕业设计-天空偏振光分布的特征获取与分析—方向信息的获取
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• 14_第十四周工作记录2013.4.1~2012.4.7.docx  [17.29KB]
• 1_第一周工作记录2012.11.19~2012.11.25.doc  [258.00KB]
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• 3_第三周工作记录2012.12.3~2012.12.9.docx  [309.99KB]
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• 7_第七周工作记录2012.12.31~2013.1.6.docx  [17.20KB]
• 8_第八周工作记录2013.1.7~2012.1.13.docx  [16.05KB]
• 9_第九周工作记录2013.2.25~2012.3.4.docx  [15.23KB]
• 程序定版（exe可以直接运行）
• PBW毕业截止版
• glut32.dll  [166.00KB]
• mfc100u.dll  [4.17MB]
• msvcr100.dll  [752.33KB]
• PBW.exe  [481.00KB]
• 瑞利散射模式仿真毕业截止版
• glut32.dll  [166.00KB]
• msvcr100d.dll  [1.44MB]
• OPENGL_TEST.exe  [35.50KB]
• DSC_0218.JPG  [1.09MB]
• DSC_0219.JPG  [1.08MB]
• DSC_0220.JPG  [1.28MB]
• 素材
• IMG_2468.JPG  [1.07MB]
• IMG_2469.JPG  [1.09MB]
• IMG_2470.JPG  [1.07MB]
• 低像素小尺寸偏振度偏振角图片集中存放处.docx  [1.40MB]
• 插图原图.docx  [43.49KB]
• 程序录像
• 1、偏振度仿真.wmv  [408.61KB]
• 2、偏振角仿真.wmv  [518.48KB]
• 3、偏振度偏振角处理与3维化.wmv  [555.21KB]
• 4、中性点寻找与子午线确定.wmv  [176.69KB]
• 程序代码
• PBW软件，处理得到偏振信息并且三维化以及标定方向信息.txt  [14.47KB]
• 偏振角偏振度分布模式仿真模拟程序.txt  [8.94KB]
• 1091000206-王云飞.doc  [5.71MB]
• 1091000206_中期检查表.pdf  [3.56KB]
• 1091000206_开题报告.pdf  [5.14KB]
• 1091000206_成绩单.pdf  [2.32KB]
• 1091000206_答辩记录单.pdf  [2.43KB]
• 1091000206_论文打分表.pdf  [1.99KB]
• 1091000206_进度报告.pdf  [13.09KB]
• 天空偏振光分布模式特征获取分析——方向信息获取_BY_王云飞.ppt  [3.50MB]