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专利号: 2023107123745
申请人: 长春理工大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 测量;测试
更新日期:2023-12-11
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种多谱段偏振成像位置探测一体化装置,其特征在于,包括智能控制系统(1)、环境探测系统(2)、复杂环境成像系统(3)、图像处理与显示系统(4)、空间位置测量系统(5)和与预警系统(6);

所述智能控制系统(1)与环境探测系统(2)、复杂环境成像系统(3)、图像处理与显示系统(4)、空间位置测量系统(5)和预警系统(6)相连接;所述复杂环境成像系统(3)与图像处理与显示系统(4)相连接;所述预警系统(6)与图像处理与显示系统(4)和空间位置测量系统(5)相连接;

所述环境探测系统(2)包括光敏传感器单元(22),光敏传感器单元(22)获取环境的光强信息;

所述复杂环境成像系统(3)包括聚光单元(31)、多谱段阵列单元(32)、偏振调制阵列单元(33)和像元单元(34),所述聚光单元(31)、多谱段阵列单元(32)、偏振调制阵列单元(33)和像元单元(34)都与智能控制系统(1)连接,聚光单元(31)会聚目标物反射光并依次传递给多谱段阵列单元(32)和偏振调制阵列单元(33)进行处理,并在像元单元(34)处成像,像元单元(34)将图像信息传递给图像处理与显示系统(4);

所述空间位置测量系统(5)包括定位器单元(51)和经纬仪单元(52);定位器单元(51)和经纬仪单元(52)都与智能控制系统(1)和预警系统(6)连接;

所述智能控制系统(1)包括环境探测系统控制单元(11)、复杂环境成像系统控制单元(12)、图像处理与显示系统控制单元(13)、空间位置测量系统控制单元(14)和预警系统控制单元(15),环境探测系统控制单元(11)与光敏传感器单元(22)和复杂环境成像系统控制单元(12)连接,复杂环境成像系统控制单元(12)还与聚光单元(31)、多谱段阵列单元(32)、偏振调制阵列单元(33)和像元单元(34)连接,图像处理与显示系统控制单元(13)与图像处理与显示系统(4)连接,空间位置测量系统控制单元(14)与定位器单元(51)和经纬仪单元(52)连接,预警系统控制单元(15)与预警系统(6)连接;

所述环境探测系统(2)还包括能见度测量单元(21)、温度传感器单元(23)和湿度传感器单元(24),能见度测量单元(21)、温度传感器单元(23)和湿度传感器单元(24)都与环境探测系统控制单元(11)连接;

所述图像处理与显示系统(4)包括图像处理单元(41)和图像显示单元(42),所述图像处理与显示系统控制单元(13)与图像处理单元(41)和图像显示单元(42)连接,图像处理单元(41)还与图像显示单元(42)、像元单元(34)和预警系统(6)连接;

所述预警系统(6)包括图像与位置比对分析单元(61)和警报器单元(62),图像与位置比对分析单元(61)和警报器单元(62)都与预警系统控制单元(15)连接,图像与位置比对分析单元(61)还与图像处理单元(41)、警报器单元(62)、定位器单元(51)和经纬仪单元(52)连接;

所述多谱段阵列单元(32)包括可见光通道子单元、短波红外通道子单元、中波红外通道子单元、长波红外通道子单元与紫外通道子单元,各个通道子单元之间并列排布且各个通道子单元均不大于像元覆盖区;

所述偏振调制阵列单元(33)包括可见光偏振调制子单元、短波红外偏振调制子单元、中波红外偏振调制子单元、长波红外偏振调制子单元与紫外偏振调制子单元,各个偏振调制子单元并列排布且各个偏振调制子单元均不大于像元覆盖区。

2.根据权利要求1所述的多谱段偏振成像位置探测一体化装置,其特征在于,各个偏振调制子单元的偏振调制方式包括0°线偏振、45°线偏振、90°线偏振、135°线偏振、左旋圆偏振和右旋圆偏振。

3.一种基于权利要求1所述的多谱段偏振成像位置探测一体化装置的成像方法,其特征在于,包括以下步骤:

步骤一:选定目标物,同时环境探测系统控制单元(11)控制能见度测量单元(21)、光敏传感器单元(22)、温度传感器单元(23)和湿度传感器单元(24)测量出周围环境的能见度信息、光强信息、温度信息和湿度信息,且各传感器单元将测得信息实时反馈给环境探测系统控制单元(11);

步骤二:环境探测系统控制单元(11)通过环境探测系统(2)中测得的环境参数信息变化调整复杂环境成像系统控制单元(12),复杂环境成像系统控制单元(12)根据不同的环境参数选择多谱段阵列单元(32)和偏振调制阵列单元(33)中相应的通道子单元与偏振调制子单元,并将选择好的通道子单元与偏振调制子单元对准,同时控制相应偏振调制子单元选择偏振调制方式,控制聚光单元(31)会聚目标物的反射光线,反射光线穿过多谱段阵列单元(32)和偏振调制阵列单元(33)并在像元单元(34)处成像,像元单元(34)将图像信息传递给图像处理单元(41);

步骤三:图像处理单元(41)接收来自像元单元(34)的图像信息并融合不同偏振调制方式的图像,融合后的图像在图像显示单元(42)上显示,同时图像处理单元(41)将融合后的图像信息给预警系统(6);

步骤四:空间位置测量系统(5)中的定位器单元(51)获取自身位置信息,经纬仪单元(52)探测目标物的空间位置信息,并将自身与目标物位置信息传递给预警系统(6);

步骤五:预警系统(6)通过图像与位置比对分析单元(61)分析图像与位置信息,若判断目标物为危险物则打开警报器单元(62),否则保持关闭警报器单元(62);

步骤六:改变目标物,重复步骤一至步骤五的操作,直至观测区域内所有目标均被探测到。

4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,所述步骤三采用斯托克斯矢量法对图像进行融合。