[發明專利]基于一階矢量擾動理論的多涂層目標偏振測量裝置與方法

有效

• 申請號: 202211575647.8
• 申請日: 2022-12-09
• 公開（公告）號: CN115656051B
• 公開（公告）日: 2023-04-07
• 發明（設計）人: 戰俊彤;劉承麟;張肅;付強;李英超;段錦
• 申請（專利權）人: 長春理工大學
• 主分類號: G01N21/21
• 分類號: G01N21/21;G01V8/10;G01J4/00;G06F17/16;G06T7/00
• 代理公司: 哈爾濱市陽光惠遠知識產權代理有限公司 23211
• 代理人: 付宏璇

1.基于一階矢量擾動理論的多涂層目標偏振測量方法，所述偏振測量方法是采用基于一階矢量擾動理論的多涂層目標偏振測量裝置實現的，其特征在于，所述偏振測量裝置包括光源裝置（1）、偏振相機（2）、接收裝置（3）、控制裝置（4）、靜態測量導軌（5）、機械轉臺（6）、動態測量導軌（7）、軸承支架（8）和底座（9）；

所述光源裝置（1）和接收裝置（3）均安裝在動態測量導軌（7）上；

所述偏振相機（2）安裝在靜態測量導軌（5）上；

所述光源裝置（1）、接收裝置（3）和機械轉臺（6）均與控制裝置（4）連接；

所述靜態測量導軌（5）和動態測量導軌（7）的兩端均與軸承支架（8）連接；

所述機械轉臺（6）固定在軸承支架（8）上；

所述軸承支架（8）固定在底座（9）上；

所述靜態測量導軌（5）為1/4圓弧形導軌；

所述動態測量導軌（7）為半圓弧形導軌；

所述靜態測量導軌（5）定點測量30°、40°、50°和60°的角度；

所述動態測量導軌（7）動態測量-90°～90°之間的角度；

所述靜態測量導軌（5）和動態測量導軌（7）有公共圓心；

所述偏振測量方法包括以下步驟：

步驟S1，根據控制變量法依次改變基底、涂層和背景環境，形成不同的多涂層目標，并對不同的多涂層目標分別設置對照組實驗；

步驟S2，將光源裝置（1）、接收裝置（3）和機械轉臺（6）進行校準后，連接控制裝置（4）準備進行多涂層目標測試；

步驟S3，采用一階矢量擾動理論計算出多涂層目標光散射問題，逐層求解多涂層目標的基底與每層間的穆勒矩陣，考慮多涂層目標間的瑞利散射缺陷，建立多涂層目標的pBRDF模型；

步驟S4，將已建立的pBRDF模型輸入到控制裝置（4）中，控制裝置（4）對多涂層目標進行偏振實驗觀測和數據收集；

步驟S5，開始進行多涂層目標測試，固定光源裝置（1）的俯仰角，通過控制裝置（4）分別將接收裝置（3）的俯仰角和機械轉臺（6）的方位角固定住后，控制裝置（4）獲得第一次多涂層目標的偏振圖片和數據，再次通過控制裝置（4）將機械轉臺（6）的方位角進行旋轉90°后，控制裝置（4）獲得第二次多涂層目標的偏振圖片和數據，將兩次獲得的多涂層目標的偏振圖片和數據進行對比驗證其可靠性；

步驟S6，改變光源裝置（1）的俯仰角，重復步驟S5，獲得多涂層目標俯仰角不同的偏振圖片和數據，通過控制裝置（4）將獲得的多涂層目標俯仰角不同的偏振圖片和數據進行處理得到實驗測試數據；

所述基底包括陶瓷、塑料、鋼板和鋁板；

所述涂層包括深綠色、綠色、黃綠色和黃棕色；

所述背景環境包括草地、泥土和沙土。

2.根據權利要求1所述的基于一階矢量擾動理論的多涂層目標偏振測量方法，其特征在于，所述光源裝置（1）和接收裝置（3）均沿動態測量導軌（7）滑動。

3.根據權利要求1所述的基于一階矢量擾動理論的多涂層目標偏振測量方法，其特征在于，所述控制裝置（4）包括圖像處理系統、控制光源系統、接收裝置控制系統、機械轉臺控制系統和偏振特性分析系統；

所述圖像處理系統處理圖像；

所述控制光源系統控制光源裝置（1）；

所述接收裝置控制系統控制接收裝置（3）；

所述機械轉臺控制系統控制機械轉臺（6）；

所述偏振特性分析系統對數據進行處理和分析。

4.根據權利要求1所述的基于一階矢量擾動理論的多涂層目標偏振測量方法，其特征在于，所述機械轉臺（6）和軸承支架（8）為一體式結構；

所述一體式結構通過控制裝置（4）對其進行高度調節。

5.根據權利要求1所述的基于一階矢量擾動理論的多涂層目標偏振測量方法，其特征在于，所述靜態測量導軌（5）、動態測量導軌（7）和軸承支架（8）均設置有角度標識；

所述靜態測量導軌（5）的角度標識為0°～90°，分度值為1°；

所述動態測量導軌（7）的角度標識為-90°～90°，分度值為1°；

所述軸承支架（8）的角度標識為0°～360°，分度值為1°。

6.根據權利要求1所述的基于一階矢量擾動理論的多涂層目標偏振測量方法，其特征在于，所述對照組實驗包括無涂層、單涂層、雙涂層和5層涂層。