[發明專利]用于目標檢測的自適應偏振信息采集與計算方法及裝置

有效

• 申請號: 201710554669.9
• 申請日: 2017-07-10
• 公開（公告）號: CN107504956B
• 公開（公告）日: 2019-06-21
• 發明（設計）人: 王慧斌;沈潔;陳哲;徐岑;王建華
• 申請（專利權）人: 河海大學
• 主分類號: G01C11/00
• 分類號: G01C11/00;G01C11/02
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 孟紅梅

1.一種用于目標檢測的自適應偏振信息采集與計算方法，其特征在于，包括如下步驟：

(1)根據拍攝時刻計算得到太陽高度角，調整云臺角度使得相機與水面的拍攝角與太陽高度角沿水面法向量對稱；

(2)調節偏振片方向采集目標在0°方向、45°方向和90°方向三個偏振方向的偏振圖像；

(3)基于采集的偏振圖像計算出目標的0°方向、90°方向、45°方向和135°方向偏振參數S_h、S_v、S_d和S_r以及偏振度圖像DoP，其中：

S_h＝k₁*I(0°)-k₂*I(90°)

S_v＝k₃*I(90°)-k₄*I(0°)

S_d＝(k₅+k₆)*I(45°)-k₆*(I(0°)+I(90°))

S_r＝k₇*((I(0°)+I(90°))-(k₇+k₈)*I(45°)

其中，I(0°)、I(45°)、I(90°)分別為0°方向、45°方向、90°方向偏振圖像的光強；k_{j|j＝1,3,5,7}為增強參數，k_{j|j＝2,4,6,8}為抑制參數，k_{j|j＝1,3,5,7}≥1，0＜k_{j|j＝2,4,6,8}≤1。

2.根據權利要求1所述的用于目標檢測的自適應偏振信息采集與計算方法，其特征在于，增強參數和抑制參數的確定方法為：

分別設置增強參數和抑制參數的取值范圍和取值間隔；

計算每一組增強參數和抑制參數值條件下得到的偏振參數圖像的信息熵，取最大信息熵值對應的增強參數和抑制參數取值為最優解。

3.根據權利要求2所述的用于目標檢測的自適應偏振信息采集與計算方法，其特征在于，增強參數k_{j|j＝1,3,5,7}取值范圍設為[1,10]，取值間隔為0.02；抑制參數k_{j|j＝2,4,6,8}取值范圍設為[0.1,1]，取值間隔為0.01。

4.實現如權利要求1-3任一項所述的用于目標檢測的自適應偏振信息采集與計算方法的用于目標檢測的自適應偏振信息采集與計算裝置，其特征在于，包括：偏振信息采集單元、偏振信息計算單元、控制單元和存儲模塊；

偏振信息采集單元包括相機、可調云臺、旋轉鏡頭、和步進電機；其中旋轉鏡頭是由兩個偏振片組成的偏振鏡，前一偏振片固定，后一偏振片為可轉動偏振片，與步進電機傳動連接，后一偏振片外圈材質為金屬材質且外圈上設有三個觸片，相鄰兩觸片的夾角為45度；

偏振信息計算單元，用于基于偏振圖像采集單元采集的三個方向的偏振圖像計算得到水面目標的偏振參數信息以及偏振度圖像；

控制單元，包括采集控制模塊、存儲控制模塊和偏振信息計算控制模塊，其中采集控制模塊用于根據太陽高度角調節云臺的角度并通過控制步進電機實現鏡頭旋轉；存儲控制模塊用于采集控制模塊采集到圖像后將圖像存儲；偏振信息計算控制模塊用于接收偏振信息計算單元得到的偏振信息；

存儲模塊，用于存儲采集到的圖像以及計算出的目標偏振信息。

5.根據權利要求4所述的用于目標檢測的自適應偏振信息采集與計算裝置，其特征在于，采集控制模塊中設有時間-太陽高度角計算模塊，當計算出當前拍攝時刻的太陽高度角后，輸出控制信號，調整云臺角度從而調整相機與水面的拍攝角度。