[發明專利]一種多功能半球天空偏振成像系統

在審

• 申請號: 201811027047.1
• 申請日: 2018-09-04
• 公開（公告）號: CN109186770A
• 公開（公告）日: 2019-01-11
• 發明（設計）人: 劉昕悅;郭文記;明星;范達
• 申請（專利權）人: 中國科學院光電研究院
• 主分類號: G01J4/00
• 分類號: G01J4/00;G01J3/447
• 代理公司: 北京凱特來知識產權代理有限公司 11260
• 代理人: 鄭立明;陳亮

本發明公開了一種多功能半球天空偏振成像系統，包括自動濾光偏振相機、俯仰方位轉臺和主控系統平臺，自動濾光偏振相機用于接收所述主控系統平臺發送的控制命令進行多波段的全偏振成像；俯仰方位轉臺與自動濾光偏振相機穩定連接，用于調整所述自動濾光偏振相機的視場；俯仰方位轉臺接收主控系統平臺發來的命令進行相應指令的運動，并將實際運動信息返回給主控系統平臺；主控系統平臺用于控制所述自動濾光偏振相機的全偏振成像、所述俯仰方位轉臺的轉動，以及偏振數據的采集、顯示及存儲。該系統可以用于大范圍偏振特性的測量，同時兼顧跟蹤及圖像拼接功能，具有偏振測量范圍大、功能多、精度高的特點。

技術領域

本發明涉及偏振成像探測技術領域，尤其涉及一種多功能半球天空偏振成像系統。

背景技術

偏振是電磁輻射矢量性質的體現，其應用價值在許多領域引起重視，偏振相機是獲取偏振信息的主要儀器之一，偏振相機在獲取目標偏振信息的同時，可獲得目標的反射、折射或散射后的輻亮度、光譜等信息，從而把信息量從三維(光強、光譜和空間)擴充到七維(光強、光譜、空間、偏振度、偏振方位角、橢偏率和旋轉方向)，為深入、全面地感知目標特性提供了手段。

偏振信息的方向敏感性有助于目標表面狀態、結構特征和材料類型等的反演。偏振信息狀態對于識別不同的地物目標(自然地物、人工設施)、大氣氣溶膠、云層等，都具有特殊作用。現有技術中已經針對全偏振成像方法進行探究，改進了全偏振成像精度，但對于大視場、無人值守全偏振相機的研究工作開展較少，缺乏相應的解決手段。

發明內容

本發明的目的是提供一種多功能半球天空偏振成像系統，該系統可以用于大范圍偏振特性的測量，同時兼顧跟蹤及圖像拼接功能，具有偏振測量范圍大、功能多、精度高的特點。

本發明的目的是通過以下技術方案實現的：

一種多功能半球天空偏振成像系統，所述系統包括自動濾光偏振相機、俯仰方位轉臺和主控系統平臺，其中：

所述自動濾光偏振相機用于實現多波段的電動及手動切換、偏振片的電動旋轉，并接收所述主控系統平臺發送的控制命令進行多波段的全偏振成像；

所述俯仰方位轉臺與所述自動濾光偏振相機穩定連接，用于調整所述自動濾光偏振相機的視場；所述俯仰方位轉臺能實現360度方位角度、180度俯仰角度范圍的旋轉；

所述俯仰方位轉臺直接受所述主控系統平臺的控制，接收所述主控系統平臺發來的命令進行相應指令的運動，并將實際運動信息返回給所述主控系統平臺；

所述主控系統平臺采用便攜式地面站結構，用于控制所述自動濾光偏振相機的全偏振成像、所述俯仰方位轉臺的轉動，以及偏振數據的采集、顯示及存儲，并能實現對場景圖像的拼接。

所述自動濾光偏振相機具體包括探測器、相機鏡頭、濾光片輪、自動偏振轉輪、消色差波片、消色差波片安裝座、消色差波片轉接板、相機安裝板、轉輪轉接板和外殼，其中：

所述濾光片輪內安裝有六片不同波段的濾光片，能實現濾光片的電動或手動切換；

所述自動偏振轉輪內安裝有線偏振片，能通過驅動所述自動偏振轉輪的旋轉改變偏振方向；

所述消色差波片安裝座內安裝有消色差波片，能在很寬的波長范圍內實現較為一致的相位延遲；

所述探測器通過螺紋連接固定在所述相機安裝板上，所述濾光片輪、自動偏振轉輪通過螺紋連接固定在所述轉輪轉接板上，所述轉輪轉接板與所述相機安裝板通過螺紋固定連接；

所述消色差波片安裝座通過快拆結構安裝在所述自動偏振轉輪上，進行線偏振測量時能快速拆卸，進行圓偏振測量時能快速安裝；