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散射光谱分析技术由于具有测量精度高,分析范围广等特点逐渐成为探测领域的新兴热点,可作为其他探测技术的有益补充。近几年来,对于物体在运动状态下的散射光谱的研究较少,本论文主要研究运动物体在几何中心与光源及探测端的相对距离不变的条件下,探测了几个物体模型绕其几何中心的匀速自转运动的散射光谱,忽略多普勒效应,通过分析处理采集到的在不同时刻及不同姿态下的多帧散射光谱,基于散射光谱理论和BRDF理论机理,针对匀速自转运动物体结构特征、运动姿态以及对运动物体表面材质这三个方面提出了三种不同的研究方法。具体研究内容如下:1、对于一维匀速自转运动的简单结构的物体,其表面是由不同材质构成,测量了它的散射光谱,对散射光谱数据做特征提取,旨在消除散射光谱中的面积因素,突出双向反射分布函数对散射光谱线型的影响。建立已知材质的特征提取后的特征谱数据库,采用系统聚类方法,利用数据库中已知材料的数据同运动物体材质的特征提取后光谱数据做聚类分析,实验结果表明系统聚类后组间距低于5的谱线属于同种材料,利用该方法可以实现对未知物体材质的初步识别;2、采用散射光谱分析方法,对一维匀速自转运动的简单及复杂结构的两类运动物体实现初步区分。探测了绕定轴匀速转动的模型I和模型II的散射光谱,采用最大值归一化的数学方法,处理和分析了模型I和模型II的光谱数据,发现对于两类模型的光谱归一化后光谱线型有明显差异,模型II归一化后光谱离散率差值很小,模型I散射光谱归一化后离散率差值较大。两类物体外型结构的复杂性差异这种差异的根本原因;3、采用BRDF分析方法,对三维匀速自转运动的复杂结构的运动物体实现运动姿态的分析。利用室内高精度的BRDF测试系统,测量了模型III在全空间自转到不同角度的散射光谱及BRDF并建立姿态分析数据库,选用相对偏差为表征量,将实测光谱数据与数据库中的数据做相对偏差计算,将相对偏差最小值所对应的姿态作为最接近真实值的分析结果,实验结果表明能实现的最小分析误差为0.25%,给出了材料散射光谱和姿态的相关性,研究成果将有助于光谱技术在姿态分析领域的应用研究;