[发明专利]一种新型野外双向反射分布函数自动测量装置

说明书

技术领域

本发明属于光学领域，涉及一种新型野外双向反射分布函数自动测量装置，具体是通过长臂六轴机械手的定点旋转功能，结合太阳光源入射，在野外针对不可移动物体实现半球空间范围内定点和非定点双向反射分布函数自动测量的装置。

背景技术

物体的双向反射分布函数（BRDF）是通过空间半球范围内不同入射方向和探测方向测量物体的光谱反射率获得，物体光谱反射率表征了物体的固有属性，通过对物体光谱反射率的测量，可以提取物体许多有用信息，因此，在工业商贸、遥感遥测、科学研究、国防军事等领域都有着广泛的应用。

照射在物体表面的光束的反射分布在与其法线垂直的平面上方立体角为2π的半球空间内，因此要知道物体表面的反射特性，我们需要在物体表面反射的2π空间内对物体的反射状况进行测量。

如图1双向反射分布函数（BRDF）测量原理图，上世纪70年代美国的Nicodemus教授提出的用来描述物体表面散射特性的物理量——双向分布函数（BRDF）。其定义为：物体表面在某一方向（φ_r,φ_r）小立体角内的反射辐亮度dL_r (单位：W·m^-2·sr^-1·nm^-1)与入射方向（φ₁,φ_i）小立体角的照度dE_i (单位：W·m^-2·nm^-1)的比值，如图1所示。可表示为如公式(1)

fr(θi,φi;θi,φr;λ)=dLr(θi,φi;θr,φr;λ)dEi(θi,φi;λ)---(1)]]>

其中，dE_i(θ_i,φ_i;λ)为入射在物体上的辐照度，dL_r(θ_i,φ_i;θ_r,φ;E_i;λ)为物体反射的辐亮度，λ为单色光波长。