[發(fā)明專利]一種利用偏振信息對(duì)不同材質(zhì)物體識(shí)別的方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010311100.1
• 申請(qǐng)日: 2020-04-20
• 公開（公告）號(hào): CN111539411A
• 公開（公告）日: 2020-08-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 譚治英;趙寶來;徐孝彬;費(fèi)仲文;駱敏舟;沙劉力;龐鳳麟;趙鳴暉;王子龍;張瀛;高巖
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 河海大學(xué)常州校區(qū)
• 主分類號(hào): G06K9/20
• 分類號(hào): G06K9/20;G06K9/62;G01J3/447
• 代理公司: 南京縱橫知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 32224
• 代理人: 董建林

1.一種利用偏振信息對(duì)不同材質(zhì)物體識(shí)別的方法，所使用的裝置包括偏振相機(jī)、工業(yè)鏡頭、光源和工控機(jī)，其特征在于：所述方法包括如下步驟：

工控機(jī)控制光源點(diǎn)亮，并觸發(fā)偏振相機(jī)采集圖像與處理；

偏振相機(jī)采集物體在0°，45°，90°和135°四個(gè)方向的偏振圖像，獲得四個(gè)方向下的偏振強(qiáng)度I₀，I₄₅，I₉₀和I₁₃₅，利用I₀，I₄₅，I₉₀和I₁₃₅計(jì)算斯托克斯參數(shù)S₀、S₁、S₂；

利用斯托克斯參數(shù)計(jì)算偏振強(qiáng)度I、方向角φ和偏振度ρ；

基于偏振度ρ與折射率n、天頂角θ的關(guān)系推導(dǎo)出折射率n的數(shù)學(xué)模型，其中天頂角θ近似方位角φ，以方位角φ代替天頂角θ代入折射率n的數(shù)學(xué)模型，獲得近似折射率數(shù)學(xué)模型；

利用聚類算法對(duì)近似折射率數(shù)據(jù)進(jìn)行聚類，實(shí)現(xiàn)對(duì)不同材質(zhì)物體的識(shí)別。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用偏振信息對(duì)不同材質(zhì)物體識(shí)別的方法，其特征在于：所述斯托克斯參數(shù)S₀、S₁、S₂的計(jì)算過程如下：

S₁＝I₀-I₉₀，

S₂＝I₄₅-I₁₃₅，

其中，S₀表示光的總強(qiáng)度，S₁表示0°與90°線偏振光分量之差，S₂表示45°與135°線偏振光分量之差。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用偏振信息對(duì)不同材質(zhì)物體識(shí)別的方法，其特征在于：所述偏振光強(qiáng)度I、方向角φ和偏振度ρ的計(jì)算過程如下：

I＝S₀，

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用偏振信息對(duì)不同材質(zhì)物體識(shí)別的方法，其特征在于：所述偏振度ρ與折射率n、天頂角θ的關(guān)系式如下：

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種利用偏振信息對(duì)不同材質(zhì)物體識(shí)別的方法，其特征在于：所述折射率n的數(shù)學(xué)模型：

其中，

A＝ρ²cos⁴θ

B＝2ρ²cos²θ(2sin⁴θ-sin²θ)-4sin⁴θcos²θ

C＝ρ²(2sin⁴θ-sin²θ)²+4sin⁶θcos²θ。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用偏振信息對(duì)不同材質(zhì)物體識(shí)別的方法，其特征在于：所述近似折射率數(shù)學(xué)模型：

其中，

A′＝ρ²cos⁴φ

B′＝2ρ²cos²φ(2sin⁴φ-sin²φ)-4sin⁴φcos²φ

C′＝ρ²(2sin⁴φ-sin²φ)²+4sin⁶φcos²φ。