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基于目标表面特征参数的多光谱成像系统

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基于 目标 表面 特征 参数 光谱 成像 系统
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1、型, 生成远程的以目标材质等参 数为基础物理量的图像, 从而实现远程目标的确认和识别。 0037 本案在远程目标识别和探测上具有显著的技术进步; 0036 综上所述, 本发明能够通过偏极性图像和散射模是可以补充普通光强度和偏极性图形(或称为斯托克斯图像)对目标的材质进行进一步 的提取。 据此, 本方的材质随所述 还原参数图像进行同步示出, 也即是目标各部位的材料也能够一并被采集和记录下来。 也 即射光的目标散射角度, 进而可以 最终还可以形成还原参数图像并展示在成像显示器上, 所述目标的不同部位偏振状态, 就可以提取目标 的位置和形状信息; 0035 进一步使用全球定位系统获取所述目标的所述散。

2、的基于目标表面特征参数的多光谱成像系统采集的 偏极性图像因为依赖于目标表面的散射光不同波长的光强度和辆熄火的汽车停在阴影的地方, 普通相机或红外相机无法把该汽车从 阴影环境中提取出来, 但是本方案提供别低温度对比度和低光强度对比度的目标的技术领域, 具有显著的技术进步。 例 如, 在现有技术中, 一统可实 时的获取在不同光谱下的多个偏极性图像, 多个偏极性图像可以很好的补充普通光强度成 像, 在识为 0 , 45 ,135 和180 的纳米裂隙, 进而通过纳米技术(比如: 纳米裂隙)可以让成像系9675 A 5 0034 在摄像机的镜头上的每相邻的四个呈 “田” 字形排布的像素点上分别设置方向。

3、离为不超过2km。 0033 本发明至少包括以下有益效果: 说明书 2/6 页 5 CN 10698时生成普通光强度图像, 偏极性图像和所述还原 参数图像; 其中, 生成的所述还原参数图像的有效成像距优选的是, 所述主动光源与所述镜头和目标形成目标散射角度。 0032 优选的是, 所述成像显示器上同30 所述主动光源为主动式激光脉冲发射器, 处于待机状态, 在没有所述被动光源时 启用。 0031 0028 优选的是, 所述光源包括被动光源和主动光源: 0029 所述被动光源为太阳或者月亮; 00的比例。 0027 优选的是, 每相邻的四个呈 “田” 字形排布的像素点为一个偏极性图像的像素点。 。

4、角度光强, S2表示45 和135 中 占主导的偏振角度光强), DOLP表示偏振光强度在总光强度中和135 偏振角度下的所述散射光 的光强度, S0表示总光强度, S1表示0 和90 中占主导的偏振 0024 0025 0026 其中, I0,I45,I90和I135分别表示在0 ,45 ,90 预存储入所述数据处理器内。 0023 优选的是, 所述偏振状态(斯托克斯向量)与所述光强度的关系为:, d,和 2可通过所述偏振双向反射比散射方程和非线性运算获得; 所述复 折射率 直接与目标材质对应1 用于还原识别所述目标的物理量: 复折射率 , 漫散射系数 d,粗糙系数 2; 0022 物理量 。

5、全球定位系统测量; 所述目标散射角度 i和 可通过散射角度 i, r, i,和r计算获 得; 002 探测方位角r; 非平面散射角 i, 法线差角 ; 所述目标散射角度 i, r, i,和r通过所 述测量; 0020 每一像素对应的目标散射角度: 入射天顶角 i, 探测天顶角 r, 入射方位角i,和述偏极性摄像机测量; 0019 散射斯托克斯参数: S0R, S1R和S2R, 通过所述偏极性摄像机所述偏振双向反射比散射方程中包含: 0018 入射斯托克斯参数: S0I, S1I和S2I, 通过所选的是, 0013 偏振双向反射比散射方程为: 0014 0015 0016 优选的是, 0017 。

6、或者所述镜头为微型偏振镜头。 说明书 1/6 页 4 CN 106989675 A 4 0012 优隙为使用纳米喷镀工艺在镜头表面形成具有倾斜角度分别 为0 ,45 ,90 和135 的纳米线阵列; 器上, 所述目标的不同部位的材质随所述还原参数图像进行同步示 出。 0011 优选的是, 所述纳米裂波长下每一像素对应的目标的复折射率, 漫散射系数和粗糙系数, 进而形成还原参数图 像并展示在成像显示实时获取的所述 不同波长和不同偏振状态的光强度, 采用偏振双向反射比散射方程和散射模型计算获得每 一述目标的所述散射光的目标散 射角度; 其中, 所述数据处理器还用于实时获取所述目标散射角度, 并结合。

7、图像并分别展示在成像显示器50上。 0010 优选的是, 还包括: 全球定位系统60, 其用于获取所数据处理器, 其用于实时采集所述散射光不同波长和不同偏振状态的光强度, 形 成普通光强度图像和偏极性, 其用于对所述镜头采集的散 射光进行过滤分析, 获得所述散射光不同波长的光强度; 以及 0009 米裂隙, 用于分别采集来自目标 的偏振度为0 ,45 ,90 和135 的散射光; 多频带窄带滤波器头上的每相邻的四个呈 “田” 字 形排布的像素点上分别设置方向为0 , 45 ,90 和135 的纳成像系统, 包括: 0007 光源; 0008 偏极性摄像机, 其包括摄像机本体; 镜头, 在所述镜。

8、示出。 0006 为了实现根据本发明的这些目的和其它优点, 提供了一种基于目标表面特征参数 的多光谱系列参数, 最终形成还原参数图像并展示在成像显示器 上, 目标的不同部位的材质随还原参数图像进行同步发明还有一个目的是提供一种基于目标表面特征参数的多光谱成像系统, 其能 够通过实时采集获取和计算的一强度图像和偏极 性图像并分别展示在成像显示器上, 并能够清晰显现目标的位置和形状信息。 0005 本数的多光谱成像系统, 其能 够在雾霾、 烟尘、 低光强度环境或相对低光强度等复杂环境下, 形成普通光少上述问题, 并提供至少后面将说明的优点。 0004 本发明还有一个目的是提供一种基于目标表面特征参。

9、能根据光强度绘制二维图形, 无法提供目标的材料的信息。 发明内容 0003 本发明的一个目的是解决至或相对低光强度等复杂环境下探测性能下降, 低对比度目标难以识别、 区 分。 并且传统的光电成像系统只识别并跟踪兴趣目标。 这种方式在以往条件下曾经发挥了重要的作用, 但在雾霾、 烟 尘、 低光强度环境外热像仪等, 即通过获取目标与背景的反射或者辐射光强在空间的分布特征, 并结合信息化的处理手段 从中的多光谱 成像系统。 背景技术 0002 我国传统的光电成像系统主要是基于光强度成像的电视摄像或者红多光谱成像系统 技术领域 0001 本发明涉及多光谱成像技术领域, 特别涉及一种基于目标表面特征参数。

10、不超过2km。 权利要求书 2/2 页 3 CN 106989675 A 3 基于目标表面特征参数的成普通光强度图像, 偏极性图像和所述还原参数图像; 其中, 生成的所述 还原参数图像的有效成像距离为9.如权利要求2所述的基于目标表面特征参数的多光谱成像系统, 其特征在于, 所述成 像显示器上同时生目标表面特征参数的多光谱成像系统, 其特征在于, 所述主 动光源与所述镜头和目标形成目标散射角度。 光源为主动式激光脉冲发射器, 处于待机状态, 在没有所述被动光源时启用。 8.如权利要求7所述的基于成像系统, 其特征在于, 所述光 源包括被动光源和主动光源: 所述被动光源为太阳或者月亮; 所述主动。

11、田” 字形排布的像素点为一个偏极性图像的像素点。 7.如权利要求1所述的基于目标表面特征参数的多光谱。 6.如权利要求1所述的基于目标表面特征参数的多光谱成像系统, 其特征在于, 每相邻 的四个呈 “偏振双向反射比散射方程和非线性运算获得; 所述复折射 率 直接与目标材质对应预存储入所述数据处理器内别所述目标的物理量: 复折射率 , 漫散射系数 d,粗糙系数 2; 物理量 , d,和 2可通过所述球定位系统测量; 所述目标散射角度 i和 可通过散射角度 i, r, i,和r计算获得; 用于还原识测 方位角r; 非平面散射角 i, 法线差角 ; 所述目标散射角度 i, r, i,和r通过所述全 。

12、性摄像机测量; 每一像素对应的目标散射角度: 入射天顶角 i, 探测天顶角 r, 入射方位角i,和探和S2I, 通过所述偏极性摄像机测量; 散射斯托克斯参数: S0R, S1R和S2R, 通过所述偏极106989675 A 2 所述偏振双向反射比散射方程中包含: 入射斯托克斯参数: S0I, S1I参数的多光谱成像系统, 其特征在于, 偏振双向反射比散射方程为: 权利要求书 1/2 页 2 CN 偏振角度光强), DOLP表示偏振光强度在总光强度中的比例。 5.如权利要求1所述的基于目标表面特征0表示总光强度, S1表示0 和90 中占主导的偏振角度光强, S2表示45 和135 中占 主导的。

13、,I90 和I135 分别表示在0 ,45 ,90 和135 偏振角度下的所述散射光的 光强度, S参数的多光谱成像系统, 其特征在于, 所述偏 振状态与所述光强度的关系为: 其中, I0 ,I45 0 和135 的纳 米线阵列; 或者所述镜头为微型偏振镜头。 4.如权利要求1所述的基于目标表面特征统, 其特征在于, 所述纳 米裂隙为使用纳米喷镀工艺在镜头表面形成具有倾斜角度分别为0 ,45 ,9部位的材质随所述还原参数图像进行同步示出。 3.如权利要求1所述的基于目标表面特征参数的多光谱成像系标的复折射率, 漫散射系数和粗糙系数, 进而形成还原参数图像 并展示在成像显示器上, 所述目标的不同。

14、长和所述偏振状态的光强度, 采用偏振双向反射比散射方程和散射模型计算获得每一 波长下每一像素对应的目目标散射角度; 其中, 所述数据处理器还用于实时获取所述目标散射角度, 并结合实时获取的所述不 同波征参数的多光谱成像系统, 其特征在于, 还包 括: 全球定位系统, 其用于获取所述目标的所述散射光的, 形成普 通光强度图像和偏极性图像并分别展示在成像显示器上。 2.如权利要求1所述的基于目标表面特散射光不同波长的光强度; 以及 数据处理器, 其用于实时采集所述散射光不同波长和不同偏振状态的光强度0 和135 的散射光; 多频带窄带滤波器, 其用于对所述镜头采集的散射光 进行过滤分析, 获得所述。

15、置方向为0 ,45 ,90 和135 的纳米裂隙, 用于分别采集来自目标的偏 振度为0 ,45 ,9像机, 其包括摄像机本体; 镜头, 在所述镜头上的每相邻的四个呈 “田” 字形排 布的像素点上分别设9675 A 1.一种基于目标表面特征参数的多光谱成像系统, 其特征在于, 包括: 光源; 偏极性摄求书2页 说明书6页 附图2页 CN 106989675 A 2017.07.28 CN 10698, 同时生成远程的还原参数图像并分别展示 在成像显示器上, 从而实现远程目标的确认和识 别。 权利要 形成 普通光强度图像和偏极性图像并分别展示在成 像显示器上。 本发明能够通过偏极性图像和散射 模型。

16、得散射光不同波 长的光强度; 以及数据处理器用于实时采集所述 散射光不同波长和不同偏振状态的光强度,0 ,45 ,90 和135 的散射光; 多频带窄带滤波器用于对镜头 采集的散射光进行过滤分析, 获个像素点上 分别设置方向为0 ,45 ,90 和135 的纳米裂隙, 用于分别采集来自目标的偏振度为表面特征参数 的多光谱成像系统, 包括: 光源; 偏极性摄像机包 括摄像机本体; 镜头上的每相邻的四1) (54)发明名称 基于目标表面特征参数的多光谱成像系统 (57)摘要 本发明公开了一种基于目标 (51)Int.Cl. G01B 11/00(2006.01) G01B 11/24(2006.0张劲泉 (74)专利代理机构 北京远大卓悦知识产权代理 事务所(普通合伙) 11369 代理人 史霞交通运输部公路科学研究所 地址 100088 北京市海淀区西土城路8号 (72)发明人 占涵宇蒋含莞(21)申请号 201710304586.4 (22)申请日 2017.05.03 (71)申请人 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日。

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