[發明專利]一種基于偏振成像與紅外測距的無人機殘骸搜尋系統及方法

在審

• 申請號: 201910404738.7
• 申請日: 2019-05-15
• 公開（公告）號: CN110018485A
• 公開（公告）日: 2019-07-16
• 發明（設計）人: 許素安;李赫棟;富雅瓊;黃艷巖;徐紅偉
• 申請（專利權）人: 中國計量大學
• 主分類號: G01S17/08
• 分類號: G01S17/08;G01S17/89
• 代理公司: 杭州奧創知識產權代理有限公司 33272
• 代理人: 趙梅;王佳健

1.一種基于偏振成像與紅外測距的無人機殘骸搜尋系統，其特征在于，包括成像子系統和測距子系統，

成像子系統包括激光擴束單元、偏振成像單元，

激光擴束單元包括：

激光源，出射線性偏振光

擴束器，設于激光源與目標物之間，并對激光源出射的線性偏振光進行擴束處理

偏振成像單元包括：

偏振片，設于CCD相機與目標物之間

電機，用于控制偏振片使其旋轉改變偏振光的偏振方向

CCD相機，獲取不同偏振方向的目標偏振圖像并發送給上位機

上位機，接收CCD相機發送的不同偏振方向的目標偏振圖像，經處理得到目標偏振度圖像；

測距子系統包括紅外發射單元、紅外接收單元、放大單元、上位機，

紅外發射單元，向目標物發射紅外線

紅外接收單元，接收目標物反射回來的紅外線回波，處理后發送給放大單元

放大單元，對紅外接收單元發出的信號放大處理，并傳給上位機

上位機，接收放大單元的數據并計算出目標物距離。

2.根據權利要求1所述的基于偏振成像與紅外測距的無人機殘骸搜尋系統，其特征在于，激光源、電機、紅外發射單元由上位機控制工作。

3.根據權利要求1或2所述的基于偏振成像與紅外測距的無人機殘骸搜尋系統，其特征在于，激光源為半導體激光器。

4.根據權利要求1或2所述的基于偏振成像與紅外測距的無人機殘骸搜尋系統，其特征在于，紅外發射單元為紅外發光二極管。

5.一種基于偏振成像與紅外測距的無人機殘骸搜尋方法，其特征在于，包括：

獲取目標偏振度圖像：

激光源出射線性偏振光，并經擴束器擴束后照射到目標物上形成反射光，反射光經過旋轉偏振片后得到不同偏振方向的偏振光，由CCD相機接收成像，CCD相機將得到的不同偏振方向的目標偏振圖像上傳到上位機中進行處理，得到目標偏振度圖像；

獲取目標物距離：

紅外發射單元發出紅外光線，到達待測目標物后反射回來，經紅外接收單元接收、處理，由放大單元放大后到上位機中計算出目標物距離。

6.根據權利要求5所述的基于偏振成像與紅外測距的無人機殘骸搜尋方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟一：激光源出射線性偏振光，并經擴束器擴束后照射到目標物上形成反射光；

步驟二：經過起始偏振方向為0°的偏振片，反射光由CCD相機接收成像，同時上位機發送脈沖信號給電機和紅外發射單元，控制電機和紅外發射單元工作；

步驟三：電機控制偏振片順時針旋轉60°后，CCD相機再次成像獲得60°偏振方向的目標偏振圖像；紅外發射單元向目標物發射紅外線信號，開始計時，從目標物反射回來的紅外線回波由紅外接收單元接收，轉變為脈沖信號，經過放大單元放大，進入上位機，停止計時，得到紅外線脈沖的飛行時間，經過上位機計算得到目標物距離；

步驟四：上位機再次發送脈沖信號給電機，控制電機工作，電機再次順時針旋轉60°，CCD相機成像獲得120°偏振方向的目標偏振圖像；

步驟五：上位機接收CCD相機上傳的3幅不同偏振方向的偏振圖像，通過計算獲得目標偏振度圖像，與步驟三中計算得到的目標物距離一同顯示。