粗糙表面双向反射分布函数优化建模与验证

目标表面双向反射分布函数(BRDF)可用于描述目标的散射特性，被广泛应用于目标探测识别、特征分析提取等领域。基于五参量BRDF模型，针对目标表面材质特点建立了两类材料的简化五参量模型(半光面材料BRDF模型和毛面材料BRDF模型)。在此基础上，优化了模型参量拟合算法，在粒子群优化算法(PSO)中引入模拟退火算法(SA)，提高了算法的局部搜索能力和效率。实验测量了不同粗糙度的2024铝合金样片和三种大粗糙度样片的BRDF数据，分析了目标样片BRDF随散射角的变化趋势以及其与表面粗糙度的关系。利用模拟退火粒子群优化算法(SAPSO)、遗传算法(GA)、粒子群算法对实验数据进行拟合，模型计算结果与实验结果的对比显示，模拟退火粒子群算法拟合误差更小，更适用于BRDF优化建模，证明了该算法的有效性。