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2024年4月16日发(作者：splice(index)
第４２卷第１期
２０２０年３月
ＪｏｕｒｎａｌｏｆＮａｎｃｈａｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ(Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ＆Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ)
南昌大学学报(工科版)
Ｖｏｌ.４２Ｎｏ.１
Ｍａｒ.２０２０
文章编号:１００６
－
０４５６(２０２０)０１
－
００８１
－
０４
基于偏振散射特性的仿生植被识别方法研究
王晓ꎬ徐将ꎬ刘木华
(江西农业大学工学院ꎬ江西南昌３３００４５)
摘要:为了研究仿生植被涂层的检测问题ꎬ从电磁波的偏振特性出发ꎬ研究了平面单色波的斯托克斯矢量与空
间几何参数和相位参数之间的几何含义ꎬ利用偏振椭圆及其几何参数建立了物理模型ꎬ结合电场矢量方程ꎬ得到了
被测量样品表面的振幅比(Ｋ)、相位延迟(δ)和偏振度(Ｐ)ꎮ分别通过７个不同的测量角度对樟树树叶和３种绿色
仿生涂层进行实验ꎬ利用测量数据分析了４种物质表面的偏振散射特征ꎬ最后应用菲涅尔方程验证理论模型ꎮ
关键词:仿生植被ꎻ绿色涂层ꎻ偏振散射ꎻ空间角度
中图分类号:ＴＱ０２ 文献标志码:Ａ
Ｓｔｕｄｙｏｎｔｈｅｍｅｔｈｏｄｏｆｂｉｏｍｉｍｅｔｉｃｖｅｇｅｔａｔｉｏｎ
ｒｅｃｏｇｎｉｔｉｏｎｂａｓｅｄｏｎｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎｓｃａｔｔｅｒｉｎｇ
(ＳｃｈｏｏｌｏｆＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇꎬＪｉａｎｇｘｉＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙꎬＮａｎｃｈａｎｇ３３００４５ꎬＣｈｉｎａ)
ＷＡＮＧＸｉａｏꎬＸＵＪｉａｎｇꎬＬＩＵＭｕｈｕａ
Ｓｔｏｋｅｓｖｅｃｔｏｒｏｆｐｌａｎａｒｍｏｎｏｃｈｒｏｍａｔｉｃｗａｖｅａｎｄｔｈｅｓｐａｔｉａｌｇｅｏｍｅｔｒｉｃｐａｒａｍｅｔｅｒｓａｎｄｐｈａｓｅｐａｒａｍｅｔｅｒｓｗａｓｓｔｕｄｉｅｄ
ｆｒｏｍｔｈｅｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃｗａｖｅｓ.Ｔｈｅｐｈｙｓｉｃａｌｍｏｄｅｌｗａｓｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄｂｙｕｓｉｎｇｔｈｅｐｏｌａｒ￣
(Ｋ)ꎬｐｈａｓｅｒｅｔａｒｄａｔｉｏｎ(δ)ａｎｄｄｅｇｒｅｅｏｆｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ(Ｐ)ｏｆｔｈｅｓｕｒｆａｃｅｏｆｔｈｅｓａｍｐｌｅｔｏｂｅｍｅａｓｕｒｅｄｗｅｒｅｏｂ￣
ｔａｉｎｅｄ.Ｔｈｅｅｕｃａｌｙｐｔｕｓｌｅａｖｅｓａｎｄｔｈｒｅｅｇｒｅｅｎｂｉｏｍｉｍｅｔｉｃｃｏａｔｉｎｇｓｗｅｒｅｔｅｓｔｅｄｂｙｓｅｖｅｎｄｉｆｆｅｒｅｎｔｍｅａｓｕｒｉｎｇａｎｇｌｅｓ.
Ｆｒｅｓｎｅｌｅｑｕａｔｉｏｎｗａｓｕｓｅｄｔｏｖｅｒｉｆｙｔｈｅｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌｍｏｄｅｌ.
随着城市化趋势的不断加速ꎬ使得人类生活远
离了自然环境ꎮ现代科技的发展促使仿生植被的制
作更加逼真ꎬ导致越来越多的人更愿意用不需要打
理的仿生植物来美化自己的家园ꎮ在城市公共绿地
中ꎬ为了追求景观效果ꎬ体现某种异域风情ꎬ用聚酯、
玻璃丝布、塑料、涂料等化工原料制作的假植被随处
可见ꎮ但是ꎬ经过风雨侵蚀ꎬ仿生植被的外观会变得
日益陈旧ꎬ制作材料不可降解ꎬ一种新的城市污染油
然而生
[１
－
４]
ꎮ
Ｄｉｎｇｅｍａｎｓ等
[５]
利用提出了一种新的高光谱成
ＫｅｙＷｏｒｄｓ:ｂｉｏｍｉｍｅｔｉｃｖｅｇｅｔａｔｉｏｎꎻｇｒｅｅｎｃｏａｔｉｎｇꎻｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎｓｃａｔｔｅｒｉｎｇꎻｓｐａｔｉａｌａｎｇｌｅ
行成像ꎮ该模型能够快速、重复地测量２５０μｍ厚
的涂层ꎮＷｕ等
[６]
用红外辐射计测量了涂料表面的
红外发射率ꎮ验证了涂层具有较低的发射率值和优
良的光学性能ꎮ复合涂层的红外发射率随涂层厚度
的增加而显著增加ꎬ当涂层厚度大于８０μｍ时ꎬ红
外发射率接近于一个常数ꎮＢａｓｕ等
[７]
利用荧光测
量技术研究了芘酯在甲苯和有机硅聚合物中的光物
理性质ꎮ证明了在用于风洞模型表面压力分布测量
的压敏涂料中ꎬ新的芘衍生物具有取代芘的潜力ꎮ
Ｓｅｅｍｕａｎｇ等
[８]
利用巴克豪森噪声(ＢＨＮ)技术测量
高速刀具涂层的厚度ꎮ分别对涂有２种不同材料
ｉｚａｔｉｏｎｅｌｌｉｐｓｅａｎｄｉｔｓｇｅｏｍｅｔｒｉｃｐａｒａｍｅｔｅｒｓ.Ｃｏｍｂｉｎｅｄｗｉｔｈｔｈｅｅｌｅｃｔｒｉｃｆｉｅｌｄｖｅｃｔｏｒｅｑｕａｔｉｏｎꎬｔｈｅａｍｐｌｉｔｕｄｅｒａｔｉｏ
Ｔｈｅｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎｓｃａｔｔｅｒｉｎｇｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｔｈｅｆｏｕｒｍａｔｅｒｉａｌｓｗｅｒｅａｎａｌｙｚｅｄｂｙｕｓｉｎｇｔｈｅｍｅａｓｕｒｅｄｄａｔａ.Ｆｉｎａｌｌｙꎬｔｈｅ
Ａｂｓｔｒａｃｔ:Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｓｔｕｄｙｔｈｅｄｅｔｅｃｔｉｏｎｏｆｂｉｏｍｉｍｅｔｉｃｖｅｇｅｔａｔｉｏｎｃｏａｔｉｎｇꎬｔｈｅｇｅｏｍｅｔｒｉｃａｌｍｅａｎｉｎｇｂｅｔｗｅｅｎｔｈｅ
像方法ꎬ利用系数无关散射模型对涂层表面厚度进
收稿日期:２０１９
－
１１
－
２６ꎮ
基金项目:国家自然科学基金资助项目(３１２７１６１２)ꎮ
作者简介:王晓(１９８６—)ꎬ女ꎬ实验师ꎻ通信作者:徐将(１９８６—)ꎬ男ꎬ讲师ꎬ博士ꎬｘｕｊｉａｎｇｓｔａｒｔ＠１６３.ｃｏｍꎮ
引文格式:王晓ꎬ徐将ꎬ刘木华.基于偏振散射特性的仿生植被识别方法研究[Ｊ].南昌大学学报(工科版)ꎬ２０２０ꎬ４２(１):８１
－
８４.
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