[發明專利]一種主動偏振光逆反射體探測方法

有效

• 申請號: 201910376220.7
• 申請日: 2019-05-07
• 公開（公告）號: CN110260975B
• 公開（公告）日: 2021-04-16
• 發明（設計）人: 楊星;朱東濤;胡以華;趙楠翔;邵慧;鄭超
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍國防科技大學
• 主分類號: G01J4/00
• 分類號: G01J4/00
• 代理公司: 北京和信華成知識產權代理事務所(普通合伙) 11390
• 代理人: 胡劍輝

本發明公開了一種主動偏振光逆反射體探測方法，該方法為：首先在激光器的出射光先后通過λ/4玻片和起偏器；λ/4玻片內有β角，起偏器內有α角；其次，僅調整起偏器并旋轉使α分別為0°，45°，90°和135°；其次再調整α為0°時加入λ/4玻片，旋轉λ/4玻片使β分別為+45°和?45°；本發明將主動偏光探測方法用于逆反射體檢測，有效抑制背景噪聲，提高了探測距離，增強了對逆反射體的檢測與識別能力，同時使目標的細節更清晰；由于一些偏振光作用于逆反射體退偏較為明顯，沒有將不同偏振態圖像進行融合，而是選取對比度大圖像進行檢測，有效保證了目標的顯著性；可以實現遠距離探測，受外界光照影響基本為零。

技術領域

本發明屬于逆反射體探測領域，涉及一種主動偏振光，具體是一種主動偏振光逆反射體探測方法。

背景技術

對于傳播方向的不對稱性叫做偏振，它是橫波區別于其他縱波的一個顯著標識；在垂直于傳播方向的平面內，包括一切可能方向的橫振動，且在任一方向具有相同的振幅，這種橫振動對稱于傳播方向的光稱為非偏振光；只要振動失去這種對稱性的光統稱為偏振光。

偏振光數學描述方法主要有四種，分別為邦加球圖示法、斯托克斯矢量(Stokes)法、瓊斯矢量(Jones)法和三角函數表示法；其中Stokes法可以描述任意偏振態的偏振光，包括完全偏振光、部分偏振光及自然光。任一的Stokes矢量可以表示為：

S＝[I Q U V]^T

＝[I_0°+I_90°I_0°-I_90°I_45°-I_135°I_right-I_left]^T (1)

式中I、Q、U、V是Stokes矢量的四個參數，I0°、I45°、I90°、I135°分別表示偏振方位為0°、45°、90°、135°的線偏振光的光強值，Iright和Ileft分別表示左旋和右旋圓偏振光的光強值。表示光波的偏振度，表示偏振方位角，表示橢圓度。

由于光波的入射的方向、介質的表面及內部結構的不同，在光與介質相互作用的過程中，都會對光的偏振狀態產生由介質特性決定的變化，從而使光的偏振信息中包含了介質的特征信息。Mueller矩陣是一個4×4的實數矩陣，其作用將入射光的Stokes矢量線性變換為反射光的Stokes矢量。

式中Sin為入射光的偏振態，Sout為反射光的偏振態，M為介質的Mueller矩陣；當介質的Mueller矩陣已知，對于任意偏振態的光，可由式(2)求出反射光的偏振態。

交通標識、車牌、路政服飾均采用逆反射材料，是典型的逆反射體。逆反射特性可以表述為：反射光線沿著入射光線的反向傳播，并保持在一個較小的立體角內。這為偏振光用于逆反射體檢測提供了如下優勢，有利于反射光的偏振分析，抑制背景噪音，提高圖像的對比度，突出逆反射體的細節。

發明內容

本發明的目的在于提供一種主動偏振光逆反射體探測方法。

本發明的目的可以通過以下技術方案實現：

一種主動偏振光逆反射體探測方法，該方法包括下述步驟：

步驟一：將偏振態光分別照射到逆反射體上，利用Mueller矩陣和逆反射特性分析反射光偏振態和強度；

步驟二：將所產生的不同偏振光的反射光通過對應角度的檢偏器進行分別主動成像。