[發(fā)明專利]一種實時渾濁介質目標識別系統(tǒng)和方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110573758.4
• 申請日: 2021-05-25
• 公開（公告）號: CN113310851B
• 公開（公告）日: 2023-08-15
• 發(fā)明（設計）人: 廖然;馬輝;劉通
• 申請（專利權）人: 清華大學深圳國際研究生院
• 主分類號: G01N15/00
• 分類號: G01N15/00;G01N15/02;G01N15/06;G01N21/21;G01V8/10
• 代理公司: 深圳新創(chuàng)友知識產(chǎn)權代理有限公司 44223
• 代理人: 王震宇

1.一種實時渾濁介質目標識別系統(tǒng)，其特征在于，包括顆粒物探測器和目標探測器，所述顆粒物探測器現(xiàn)場測量包含顆粒物的渾濁介質的偏振光散射信息，建立和更新所述渾濁介質的偏振光散射物理模型，所述偏振光散射物理模型模擬在偏振光照射下浸在所述渾濁介質中的待測目標的偏振圖像，通過模型計算，獲得對現(xiàn)場待測目標的最佳偏振照明-檢測組合測量方式，所述目標探測器控制照明光源與偏振檢測器按照所述最佳偏振照明-檢測組合測量方式，實施現(xiàn)場偏振圖像的測量，獲得使所述渾濁介質中的待測目標具有最大對比度的偏振圖像，以識別渾濁介質中的待測目標，所述偏振檢測器獲得的偏振圖像包含顆粒物信息和待測目標信息，以及它們之間的相互耦合項；識別所述渾濁介質中的待測目標時，若待測目標與顆粒物的偏振響應不同，通過尋找對待測目標散射敏感、顆粒物散射不敏感的偏振參數(shù)，將待測目標從所述偏振圖像中分離出來，由此，實時更新渾濁介質的偏振光散射模型，并給出當前情形下最佳的偏振照明-檢測組合；其中，以待測目標與背景的高對比度為目標函數(shù)，尋找導致最大對比度的最佳偏振照明-檢測組合測量方式。

2.如權利要求1所述的實時渾濁介質目標識別系統(tǒng)，其特征在于，所述顆粒物探測器現(xiàn)場測量渾濁介質的偏振光散射信息包括：所述顆粒物探測器的發(fā)射端光源發(fā)出的光經(jīng)過起偏器形成特定偏振態(tài)的光照射所述渾濁介質，所述顆粒物探測器的接收端的偏振檢測器測量從所述渾濁介質中待測目標和顆粒物出射光的光強、偏振數(shù)據(jù)，通過不同偏振態(tài)照明光照射下所述偏振檢測器獲得的光強、偏振數(shù)據(jù)評估待測目標的對比度，確定所述最佳偏振照明-檢測組合，以使得待測目標與介質背景的對比度最大。

3.如權利要求1或2所述的實時渾濁介質目標識別系統(tǒng)，其特征在于，所述偏振光散射物理模型描述光在渾濁介質中的傳輸過程，以及光的方向、強度、偏振態(tài)在渾濁介質中的變化情況，通過所述偏振光散射物理模型可計算、評估不同偏振態(tài)的光照明被顆粒物以及待測目標散射、衰減的過程。

4.如權利要求1至2任一項所述的實時渾濁介質目標識別系統(tǒng)，其特征在于，所述顆粒物探測器現(xiàn)場測量所述渾濁介質中的顆粒物信息，包括顆粒物的大小、種類、結構、濃度。

5.如權利要求1至2任一項所述的實時渾濁介質目標識別系統(tǒng)，其特征在于，還包括預先建立的顆粒物及目標的偏振數(shù)據(jù)庫，用于供所述偏振光散射物理模型調用其偏振數(shù)據(jù)，以及進行類別的分析和關鍵特征提取以快速識別出待測目標。

6.如權利要求1至2任一項所述的實時渾濁介質目標識別系統(tǒng)，其特征在于，在所述渾濁介質中的待測目標與設備成像的距離設定為最遠距離下，獲得使所述渾濁介質中的待測目標具有最大對比度的偏振圖像。

7.如權利要求1至2任一項所述的實時渾濁介質目標識別系統(tǒng)，其特征在于，所述顆粒物探測器和所述目標探測器分開設置在聯(lián)網(wǎng)的不同裝備上。

8.如權利要求1至2任一項所述的實時渾濁介質目標識別系統(tǒng)，其特征在于，所述顆粒物探測器和所述目標探測器集成在單一裝備上。

9.一種實時渾濁介質目標識別方法，其特征在于，使用如權利要求1至8任一項所述的系統(tǒng)進行實時渾濁介質目標識別。