[發(fā)明專利]基于多譜段全偏振的透霧霾成像系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410814085.7
• 申請(qǐng)日: 2014-12-23
• 公開（公告）號(hào): CN104568140A
• 公開（公告）日: 2015-04-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 付強(qiáng);姜會(huì)林;張肅;段錦;祝勇;劉建華;景文博
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 長(zhǎng)春理工大學(xué)
• 主分類號(hào): G01J1/00
• 分類號(hào): G01J1/00;G01J3/28;G01J4/00
• 代理公司: 長(zhǎng)春市吉利專利事務(wù)所 22206
• 代理人: 李曉莉

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于光電成像技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及到一種全偏振透霧霾成像系統(tǒng)。

背景技術(shù)

由于霧霾天對(duì)光的遮蔽作用導(dǎo)致場(chǎng)景能見度下降,使公路和民航交通受阻,給國(guó)民經(jīng)濟(jì)造成不利影響。現(xiàn)有的穿透霧霾的成像系統(tǒng)多為紅外系統(tǒng)，但隨著霧霾天氣日益嚴(yán)重，僅采用紅外技術(shù)的穿透霧霾的成像系統(tǒng)性能受到限制，本專利將全偏振成像和多譜段技術(shù)相結(jié)合，提出了一種基于多譜段全偏振的透霧霾成像系統(tǒng)。國(guó)內(nèi)在光譜、偏振探測(cè)這兩個(gè)方面雖然開展了初步的光譜成像、偏振成像技術(shù)研究，但主要應(yīng)用在氣象探測(cè)、空間環(huán)境和地球科學(xué)等領(lǐng)域，尚未開展基于多譜段全偏振的透霧霾成像系統(tǒng)。因此現(xiàn)有技術(shù)當(dāng)中亟需要一種新型的技術(shù)方案來解決這一問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是：提供一種多譜段全偏振的透霧霾成像系統(tǒng)，將光的強(qiáng)度信息、光譜信息和偏振信息有機(jī)組合，可實(shí)現(xiàn)強(qiáng)度、光譜、偏振成像三個(gè)功能，是對(duì)傳統(tǒng)成像探測(cè)的有益補(bǔ)充，可穿透霧霾，提高成像的圖像對(duì)比度，從而提高工作距離。

基于多譜段全偏振的透霧霾成像系統(tǒng)，其特征是：包括可見光或短波紅外成像子系統(tǒng)、中波或長(zhǎng)波紅外成像子系統(tǒng)、信息處理或圖像顯示子系統(tǒng)以及跟蹤轉(zhuǎn)臺(tái)子系統(tǒng)，其中可見光或短波紅外成像子系統(tǒng)、中波或長(zhǎng)波紅外成像子系統(tǒng)、信息處理或圖像顯示子系統(tǒng)共同放置在跟蹤轉(zhuǎn)臺(tái)子系統(tǒng)上；所述可見光或短波紅外成像子系統(tǒng)與信息處理或圖像顯示子系統(tǒng)電學(xué)連接，所述中波或長(zhǎng)波紅外成像子系統(tǒng)與信息處理或圖像顯示子系統(tǒng)電學(xué)連接，可見光或短波紅外成像子系統(tǒng)與中波或長(zhǎng)波紅外成像子系統(tǒng)光軸平行，且并聯(lián)排列；所述信息處理或圖像顯示子系統(tǒng)與跟蹤轉(zhuǎn)臺(tái)子系統(tǒng)電學(xué)連接；

所述可見光或短波紅外成像子系統(tǒng)包括望遠(yuǎn)光學(xué)單元Ⅰ、分光單元Ⅰ、全偏振成像光學(xué)單元Ⅰ、短波紅外成像單元、全偏振成像光學(xué)單元Ⅱ以及可見光成像單元；所述望遠(yuǎn)光學(xué)單元Ⅰ、分光單元Ⅰ、全偏振成像光學(xué)單元Ⅰ、短波紅外成像單元同光軸，且串聯(lián)排列；光線依次經(jīng)過望遠(yuǎn)光學(xué)單元Ⅰ、分光單元Ⅰ、全偏振成像光學(xué)單元Ⅰ后，在短波紅外成像單元上完成短波紅外偏振成像；所述全偏振成像光學(xué)單元Ⅱ和可見光成像單元放在分光單元Ⅰ的反射方向上，光線依次經(jīng)過望遠(yuǎn)光學(xué)單元Ⅰ、分光單元Ⅰ、全偏振成像光學(xué)單元Ⅱ后，在可見光成像單元完成可見光偏振成像；

所述中波或長(zhǎng)波紅外成像子系統(tǒng)包括望遠(yuǎn)光學(xué)單元Ⅱ、分光單元Ⅱ、全偏振成像光學(xué)單元Ⅲ、中波紅外成像單元、全偏振成像光學(xué)單元Ⅳ以及長(zhǎng)波紅外成像單元；望遠(yuǎn)光學(xué)單元Ⅱ、分光單元Ⅱ、全偏振成像光學(xué)單元Ⅲ以及中波紅外成像單元同光軸，且串聯(lián)排列；光線依次經(jīng)過望遠(yuǎn)光學(xué)單元Ⅱ、分光單元以及全偏振成像光學(xué)單元Ⅲ后，在中波紅外成像單元上完成中波紅外偏振成像；全偏振成像光學(xué)單元Ⅳ、長(zhǎng)波紅外成像單元放在分光單元Ⅱ的反射方向上，光線依次經(jīng)過望遠(yuǎn)光學(xué)單元Ⅱ、分光單元Ⅱ、全偏振成像光學(xué)單元Ⅳ后，在長(zhǎng)波紅外成像單元完成可見光偏振成像；

所述的信息處理或圖像顯示子系統(tǒng)包括信息處理單元和圖像顯示單元；短波紅外成像單元、可見光成像單元、中波紅外成像單元、長(zhǎng)波紅外成像單元四個(gè)成像單元獲得的圖像信息由信息處理單元進(jìn)行信息融合，信息處理單元將進(jìn)行信息融合后的圖像傳給圖像顯示單元，并根據(jù)獲取的圖像脫靶量信息來控制跟蹤轉(zhuǎn)臺(tái)子系統(tǒng)工作；圖像顯示單元將最終的圖像顯示出來。

所述可見光或短波紅外成像子系統(tǒng)完成可見光和短波紅外的偏振成像。

所述中波或長(zhǎng)波紅外成像子系統(tǒng)完成中波和長(zhǎng)波紅外的偏振成像。

所述信息處理或圖像顯示子系統(tǒng)進(jìn)行信息處理和圖像顯示，并且根據(jù)獲取的脫靶量信息來控制跟蹤轉(zhuǎn)臺(tái)子系統(tǒng)工作；跟蹤轉(zhuǎn)臺(tái)子系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)空間目標(biāo)的跟蹤。

通過上述設(shè)計(jì)方案，本發(fā)明可以帶來如下有益效果：基于多譜段全偏振的透霧霾成像系統(tǒng)，將光的強(qiáng)度信息、光譜信息和偏振信息有機(jī)組合，可實(shí)現(xiàn)強(qiáng)度、光譜、偏振成像三個(gè)功能，是對(duì)傳統(tǒng)成像探測(cè)的有益補(bǔ)充，可穿透霧霾，提高成像的圖像對(duì)比度，從而提高工作距離。其中強(qiáng)度信息反映了探測(cè)距離、目標(biāo)形狀以及目標(biāo)尺寸等；光譜信息反映了空間目標(biāo)的材料組份以及表面形態(tài)等；偏振信息反映了目標(biāo)的材質(zhì)、粗糙度以及與背景的對(duì)比度；將強(qiáng)度、光譜和偏振三維信息聯(lián)合應(yīng)用，圖像對(duì)比度可以提高2～3倍，從而提高工作距離30％，有助于提高目標(biāo)探測(cè)概率，從而更加有效地實(shí)現(xiàn)穿透霧霾成像。

附圖說明

以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說明：

圖1為本發(fā)明基于多譜段全偏振的透霧霾成像系統(tǒng)組成示意框圖。