[發(fā)明專利]基于偏振的繪制和感知方法及系統(tǒng)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201580055967.2
• 申請(qǐng)日: 2015-08-26
• 公開（公告）號(hào): CN107076614A
• 公開（公告）日: 2017-08-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 托德·M·艾科克;戴維·B·切諾特;喬納森·B·漢克斯;約翰·S·哈爾查恩科
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 波拉里斯傳感器技術(shù)股份有限公司
• 主分類號(hào): G01J4/00
• 分類號(hào): G01J4/00;G01J4/04
• 代理公司: 北京同達(dá)信恒知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司11291
• 代理人: 黃志華,何月華

相關(guān)申請(qǐng)的引用

本申請(qǐng)要求在2014年8月26日遞交的序列號(hào)為62/041,778、名稱為“Polarization-based Mapping and Perception System and Method”的美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)的權(quán)益和優(yōu)先權(quán)，該美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)通過引用完全并入在本文中。本申請(qǐng)還是在2015年1月22日遞交的序列號(hào)為14/602,823、名稱為“Polarization Imaging for Facial Recognition Enhancement System and Method”的美國(guó)非臨時(shí)申請(qǐng)的部分繼續(xù)申請(qǐng)，該美國(guó)非臨時(shí)申請(qǐng)的全部?jī)?nèi)容通過引用完全并入在本文中。

政府許可權(quán)利

本發(fā)明在由美國(guó)海軍授予的合同號(hào)N00014-13-C-0290下獲得政府支持而得以進(jìn)行。政府在本發(fā)明中具有特定權(quán)利。

背景技術(shù)和發(fā)明內(nèi)容

如在本文中所使用，長(zhǎng)波紅外被稱為“LWIR”或“熱紅外”。如在本文中所使用，“繪制”指的是將場(chǎng)景中的對(duì)象相對(duì)于該場(chǎng)景中的其它對(duì)象或元素而放置。作為示例，“那個(gè)小石頭在道路中緊挨著就在該道路旁邊的那個(gè)大石頭”。如在本文中所使用，“道路”指的是人、動(dòng)物或交通工具可沿著其橫跨的任何路徑。

在本文中公開了使用長(zhǎng)波紅外成像偏振測(cè)定來改善道路或路徑的繪制和感知以及感知或檢測(cè)對(duì)象的方法。所描述的方法未被束縛于任何一種具體的偏振計(jì)傳感器架構(gòu)，因此所描述的方法適合于能夠檢測(cè)關(guān)鍵的偏振測(cè)定標(biāo)志的所有LWIR傳感器。該方法包括使用偏振計(jì)記錄區(qū)域的原始圖像數(shù)據(jù)以獲得該區(qū)域的偏振圖像。然后根據(jù)由傳感器的架構(gòu)所需的過程，針對(duì)不均勻性、光學(xué)失真和登記修正圖像。計(jì)算IR數(shù)據(jù)結(jié)果和偏振數(shù)據(jù)結(jié)果，以及將產(chǎn)生的數(shù)據(jù)結(jié)果轉(zhuǎn)換為多維數(shù)據(jù)集以供利用。將對(duì)比度增強(qiáng)算法應(yīng)用于多維圖像以形成增強(qiáng)的對(duì)象圖像。然后可以將增強(qiáng)的對(duì)象圖像顯示給用戶和/或信號(hào)器可以通告對(duì)象的存在。另外，交通工具可以基于道路中對(duì)象的存在而采用躲避動(dòng)作。

標(biāo)準(zhǔn)的IR照相機(jī)提供關(guān)于IR標(biāo)志的信息(即，目標(biāo)看起來多亮)、空間信息(即，目標(biāo)在場(chǎng)景中的何處)、和時(shí)間信息(即，在幀之間，目標(biāo)在場(chǎng)景中的變化)。如本文中所公開的偏振測(cè)定系統(tǒng)和方法提供所有的這種信息以及還提供偏振測(cè)定標(biāo)志。

附圖說明

本專利或申請(qǐng)文件包含按顏色執(zhí)行的至少一個(gè)附圖。在提出請(qǐng)求并支付所需費(fèi)用之后，專利局將提供本專利或?qū)＠暾?qǐng)公布的帶有彩圖的副本。

圖1為示出根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施方式的系統(tǒng)的框圖。

圖2示出如圖1所示的示例性偏振計(jì)和信號(hào)處理單元。

圖3為示出根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施方式的系統(tǒng)邏輯的示例性架構(gòu)和功能的流程圖。

圖4a示出道路在夜間的可見圖像。

圖4b為同一道路在夜間的熱像。

圖4c示出利用根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施方式的系統(tǒng)和方法所獲得的道路的偏振圖像。

圖5a為道路在白天的可見圖像。

圖5b為圖5a的道路的熱像。

圖5c為利用根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施方式的系統(tǒng)和方法所獲得的圖5a的道路的偏振圖像。

圖6a為在夜間所示出的具有中央分隔帶和人行道的道路的可見圖像。

圖6b為圖6a的道路也在夜間的熱像。

圖6c為利用根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施方式的系統(tǒng)和方法所獲得的圖6a的道路的偏振圖像。

圖7a為泥土路的可見圖像，其示出了在該道路上的示例性障礙物。

圖7b為圖7a的道路的熱像。

圖7c為圖7a的道路的對(duì)比度增強(qiáng)的熱像。

圖7d為圖7a的道路的偏振圖像。

圖7e為圖7d的道路的色彩融合圖像。

圖8a為泥土路的可見圖像，其示出了夜間在該道路上的示例性障礙物。

圖8b為圖8a的道路的熱像。

圖8c為圖8a的道路的對(duì)比度增強(qiáng)的熱像。

圖8d為圖8a的道路的偏振圖像。

圖8e為圖8d的道路的色彩融合圖像。

圖9a示出火車軌道的可見圖像。

圖9b為圖9a的火車軌道的熱像。

圖9c為圖9c的火車軌道的偏振圖像。

圖10a為示出船上漁民的海事場(chǎng)景的斯托克斯(Stokes)矢量圖像S₀。