[發明專利]一種基于偏振吸收特性的海面溢油檢測方法

有效

• 申請號: 201710415891.0
• 申請日: 2017-06-06
• 公開（公告）號: CN107101948B
• 公開（公告）日: 2019-12-27
• 發明（設計）人: 錢惟賢;徐將;顧國華;陳錢;顧芷西;任侃;路東明;李宏哲;周驍駿;張駿;過玲鈺
• 申請（專利權）人: 南京理工大學
• 主分類號: G01N21/21
• 分類號: G01N21/21
• 代理公司: 32203 南京理工大學專利中心
• 代理人: 孟睿

1.一種基于偏振吸收特性的海面溢油檢測方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟一，采集不同角度下海水與溢油的光信號，得到多組海面溢油圖像；每一組具有相同數量的多幅原始圖像；

步驟二，對原始圖像進行數據處理，得到每一組海面溢油圖像的穆勒矩陣；

步驟三，分解穆勒矩陣，從中提取出偏振特征信號值；

步驟四、根據偏振光強值，按照如下公式計算出等效偏振吸收率A，

其中，A_in為入射偏振光的光強值，A_out為測量的出射偏振光的光強值，k₀＝ω/c是自由空間波數，ω是波場的頻率，c為光速，n₁(r)為海水與溢油介質中r處的折射率，κ₁(r)為r處的衰減指數；p₁和p₂為光線的起點和終點，o₁為偏振光線進入液體表面的入口點，o₂為海水與溢油分子后項散射后經過海面溢油的出口點，l₁用來表示p₁點到o₁點的距離，l₂用來表示o₂點到p₂點的距離；

步驟五，將不同觀測角度下海水與溢油的等效偏振吸收率作為識別依據，實現海面溢油的檢測。

2.根據權利要求1所述的海面溢油檢測方法，其特征在于：步驟一中，采用632.8nm的偏振激光器作為采樣時的入射光源，采用加有偏振片、波片的CCD探測器對海面溢油表面散射的光信號進行采集。

3.根據權利要求1所述的海面溢油檢測方法，其特征在于，利用如下公式計算出穆勒矩陣，

S_out＝M·S_in，

其中，M為穆勒矩陣，S_in為入射偏振光斯托克斯矢量，S_out為采集到的出射偏振光斯托克斯矢量。

4.根據權利要求1所述的海面溢油檢測方法，其特征在于，步驟三中，偏振特征信號包括入射光強輻照度、出射光強輻照度、振幅比、相位差和偏振度。

5.根據權利要求1所述的海面溢油檢測方法，其特征在于，步驟五具體為：

分別計算出對應角度下海水和溢油的等效偏振吸收率；

根據等效偏振吸收率繪制出觀測曲線用于觀察不同海面溢油的變化趨勢；

在變化趨勢中尋找特征信號，實現海面原油的識別。