CN104568140A - 基于多谱段全偏振的透雾霾成像*** - Google Patents

基于多谱段全偏振的透雾霾成像*** Download PDF

Info

Publication number
CN104568140A
CN104568140A CN201410814085.7A CN201410814085A CN104568140A CN 104568140 A CN104568140 A CN 104568140A CN 201410814085 A CN201410814085 A CN 201410814085A CN 104568140 A CN104568140 A CN 104568140A
Authority
CN
China
Prior art keywords
wave infrared
unit
imaging
image
subsystem
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201410814085.7A
Other languages
English (en)
Other versions
CN104568140B (zh
Inventor
付强
姜会林
张肃
段锦
祝勇
***
景文博
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Changchun University of Science and Technology
Original Assignee
Changchun University of Science and Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Changchun University of Science and Technology filed Critical Changchun University of Science and Technology
Priority to CN201410814085.7A priority Critical patent/CN104568140B/zh
Publication of CN104568140A publication Critical patent/CN104568140A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN104568140B publication Critical patent/CN104568140B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Landscapes

  • Studio Devices (AREA)

Abstract

基于多谱段全偏振的透雾霾成像***，属于光电成像技术领域，包括可见光或短波红外成像子***、中波或长波红外成像子***、信息处理或图像显示子***以及跟踪转台子***，可见光或短波红外成像子***、中波或长波红外成像子***、信息处理或图像显示子***共同放置在跟踪转台子***上；可见光或短波红外成像子***与中波或长波红外成像子***光轴平行，并联排列；所述信息处理或图像显示子***与跟踪转台子***电学连接；本发明将光的强度信息、光谱信息和偏振信息有机组合，可实现强度、光谱、偏振成像三个功能，是对传统成像探测的有益补充，可穿透雾霾，提高成像的图像对比度，从而提高工作距离。

Description

基于多谱段全偏振的透雾霾成像***
技术领域
本发明属于光电成像技术领域，特别是涉及到一种全偏振透雾霾成像***。
背景技术
由于雾霾天对光的遮蔽作用导致场景能见度下降,使公路和民航交通受阻,给国民经济造成不利影响。现有的穿透雾霾的成像***多为红外***，但随着雾霾天气日益严重，仅采用红外技术的穿透雾霾的成像***性能受到限制，本专利将全偏振成像和多谱段技术相结合，提出了一种基于多谱段全偏振的透雾霾成像***。国内在光谱、偏振探测这两个方面虽然开展了初步的光谱成像、偏振成像技术研究，但主要应用在气象探测、空间环境和地球科学等领域，尚未开展基于多谱段全偏振的透雾霾成像***。因此现有技术当中亟需要一种新型的技术方案来解决这一问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供一种多谱段全偏振的透雾霾成像***，将光的强度信息、光谱信息和偏振信息有机组合，可实现强度、光谱、偏振成像三个功能，是对传统成像探测的有益补充，可穿透雾霾，提高成像的图像对比度，从而提高工作距离。
基于多谱段全偏振的透雾霾成像***，其特征是：包括可见光或短波红外成像子***、中波或长波红外成像子***、信息处理或图像显示子***以及跟踪转台子***，其中可见光或短波红外成像子***、中波或长波红外成像子***、信息处理或图像显示子***共同放置在跟踪转台子***上；所述可见光或短波红外成像子***与信息处理或图像显示子***电学连接，所述中波或长波红外成像子***与信息处理或图像显示子***电学连接，可见光或短波红外成像子***与中波或长波红外成像子***光轴平行，且并联排列；所述信息处理或图像显示子***与跟踪转台子***电学连接；
所述可见光或短波红外成像子***包括望远光学单元Ⅰ、分光单元Ⅰ、全偏振成像光学单元Ⅰ、短波红外成像单元、全偏振成像光学单元Ⅱ以及可见光成像单元；所述望远光学单元Ⅰ、分光单元Ⅰ、全偏振成像光学单元Ⅰ、短波红外成像单元同光轴，且串联排列；光线依次经过望远光学单元Ⅰ、分光单元Ⅰ、全偏振成像光学单元Ⅰ后，在短波红外成像单元上完成短波红外偏振成像；所述全偏振成像光学单元Ⅱ和可见光成像单元放在分光单元Ⅰ的反射方向上，光线依次经过望远光学单元Ⅰ、分光单元Ⅰ、全偏振成像光学单元Ⅱ后，在可见光成像单元完成可见光偏振成像；
所述中波或长波红外成像子***包括望远光学单元Ⅱ、分光单元Ⅱ、全偏振成像光学单元Ⅲ、中波红外成像单元、全偏振成像光学单元Ⅳ以及长波红外成像单元；望远光学单元Ⅱ、分光单元Ⅱ、全偏振成像光学单元Ⅲ以及中波红外成像单元同光轴，且串联排列；光线依次经过望远光学单元Ⅱ、分光单元以及全偏振成像光学单元Ⅲ后，在中波红外成像单元上完成中波红外偏振成像；全偏振成像光学单元Ⅳ、长波红外成像单元放在分光单元Ⅱ的反射方向上，光线依次经过望远光学单元Ⅱ、分光单元Ⅱ、全偏振成像光学单元Ⅳ后，在长波红外成像单元完成可见光偏振成像；
所述的信息处理或图像显示子***包括信息处理单元和图像显示单元；短波红外成像单元、可见光成像单元、中波红外成像单元、长波红外成像单元四个成像单元获得的图像信息由信息处理单元进行信息融合，信息处理单元将进行信息融合后的图像传给图像显示单元，并根据获取的图像脱靶量信息来控制跟踪转台子***工作；图像显示单元将最终的图像显示出来。
所述可见光或短波红外成像子***完成可见光和短波红外的偏振成像。
所述中波或长波红外成像子***完成中波和长波红外的偏振成像。
所述信息处理或图像显示子***进行信息处理和图像显示，并且根据获取的脱靶量信息来控制跟踪转台子***工作；跟踪转台子***实现空间目标的跟踪。
通过上述设计方案，本发明可以带来如下有益效果：基于多谱段全偏振的透雾霾成像***，将光的强度信息、光谱信息和偏振信息有机组合，可实现强度、光谱、偏振成像三个功能，是对传统成像探测的有益补充，可穿透雾霾，提高成像的图像对比度，从而提高工作距离。其中强度信息反映了探测距离、目标形状以及目标尺寸等；光谱信息反映了空间目标的材料组份以及表面形态等；偏振信息反映了目标的材质、粗糙度以及与背景的对比度；将强度、光谱和偏振三维信息联合应用，图像对比度可以提高2～3倍，从而提高工作距离30％，有助于提高目标探测概率，从而更加有效地实现穿透雾霾成像。
附图说明
以下结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的说明：
图1为本发明基于多谱段全偏振的透雾霾成像***组成示意框图。
其中，1-可见光或短波红外成像***、11-望远光学单元Ⅰ、12-分光单元Ⅰ、13-全偏振成像光学单元Ⅰ、14-短波红外成像单元、15-全偏振成像光学单元Ⅱ、16-可见光成像单元、2-中波或长波红外成像子***、21-望远光学单元Ⅱ、22-分光单元Ⅱ、23-全偏振成像光学单元Ⅲ、24-中波红外成像单元、25-全偏振成像光学单元Ⅳ、26-长波红外成像单元、3-信息处理或图像显示子***、31-信息处理单元、32-图像显示单元、4-跟踪转台子***。
具体实施方式
以下结合附图对本发明进行进一步说明，如图1所示的基于多谱段全偏振的透雾霾成像***，包括可见光或短波红外成像子***1、中波或长波红外成像子***2、信息处理或图像显示子***3以及跟踪转台子***4，其中可见光或短波红外成像子***1、中波或长波红外成像子***2、信息处理或图像显示子***3共同放置在跟踪转台子***4上；所述可见光或短波红外成像子***1与信息处理或图像显示子***3电学连接，所述中波或长波红外成像子***2与信息处理或图像显示子***3电学连接，可见光或短波红外成像子***1与中波或长波红外成像子***2光轴平行，且并联排列；所述信息处理或图像显示子***3与跟踪转台子***4电学连接。
可见光或短波红外成像子***1完成可见光和短波红外的偏振成像；中波或长波红外成像子***2完成中波和长波红外的偏振成像；信息处理或图像显示子***3进行信息处理和图像显示，并且根据获取的脱靶量信息来控制跟踪转台子***4工作；跟踪转台子***4实现空间目标的跟踪。
可见光或短波红外成像子***1由Thorlabs公司的EB02-05-B型号望远光学单元Ⅰ11，Thorlabs公司的SL-800M型号分光单元Ⅰ12，Fluxdata公司的FD1665P型号全偏振成像光学单元Ⅰ13，Thorlabs公司的ML1550G40型号短波红外成像单元14，Fluxdata公司的FD1665P型号全偏振成像光学单元Ⅱ15，Thorlabs公司的PDA8GS型号可见光成像单元16组成。望远光学单元Ⅰ11，分光单元Ⅰ12，全偏振成像光学单元Ⅰ13，短波红外成像单元14同光轴串联排列，光线依次经过望远光学单元Ⅰ11，分光单元Ⅰ12，全偏振成像光学单元Ⅰ13后，在短波红外成像单元14上完成短波红外偏振成像；全偏振成像光学单元Ⅱ15，可见光成像单元16放在分光单元Ⅰ12的反射方向上，光线依次经过望远光学单元Ⅰ11，分光单元Ⅰ12，全偏振成像光学单元Ⅱ15后，在可见光成像单元16完成可见光偏振成像。
所述的中波或长波红外成像子***2由Thorlabs公司的EB02-05-C望远光学单元Ⅱ21，Thorlabs公司的EBS2型号分光单元Ⅱ22，Fluxdata公司的FD1665P型号全偏振成像光学单元Ⅲ23，HAMAMATSU滨松公司的C12495-111L型号中波红外成像单元24，Fluxdata公司的FD1665P型号全偏振成像光学单元Ⅳ25，HAMAMATSU滨松公司的P9697-01型号长波红外成像单元26组成。望远光学单元Ⅱ21，分光单元Ⅱ22，全偏振成像光学单元Ⅲ23，中波红外成像单元24同光轴串联排列，光线依次经过望远光学单元Ⅱ21，分光单元Ⅱ22，全偏振成像光学单元Ⅲ23后，在中波红外成像单元24上完成中波红外偏振成像；全偏振成像光学单元Ⅳ25，长波红外成像单元26放在分光单元Ⅱ22的反射方向上，光线依次经过望远光学单元Ⅱ21，分光单元Ⅱ22，全偏振成像光学单元Ⅳ25后，在长波红外成像单元26完成可见光偏振成像。
所述的信息处理或图像显示子***3由PerkinElmer公司的inFormTM型号信息处理单元31，Dell公司的Noteone型号图像显示单元32组成。短波红外成像单元14、可见光成像单元16、中波红外成像单元24、长波红外成像单元26四个成像单元获得的图像信息由信息处理单元31进行信息融合，信息处理单元31一方面根据获取的图像脱靶量信息来控制跟踪转台子***4工作，另一方面则进行信息融合后将图像传给图像显示单元32，图像显示单元32将最终的图像显示出来。
本发明的工作过程如下：首先望远光学单元收集目标与背景的可见光、短波红外、中波红外和长波红外光，经过分光单元、偏振成像单元后，分别到达可见光成像单元16、短波红外成像单元14、中波红外成像单元24和长波红外成像单元26，获得相应的可见光、短波红外、中波红外和长波红外图像。将图像传给信息处理或图像显示子***3，信息处理单元31一方面根据获取的脱靶量信息来控制跟踪转台子***4工作，另一方面则进行信息融合，将融合图像传给图像显示单元32显示。跟踪转台子***4根据信息处理单元给出的脱靶量信息对空间目标进行跟踪，以便稳定成像。

Claims (4)

1.基于多谱段全偏振的透雾霾成像***，其特征是：包括可见光或短波红外成像子***(1)、中波或长波红外成像子***(2)、信息处理或图像显示子***(3)以及跟踪转台子***(4)，其中可见光或短波红外成像子***(1)、中波或长波红外成像子***(2)、信息处理或图像显示子***(3)共同放置在跟踪转台子***(4)上；所述可见光或短波红外成像子***(1)与信息处理或图像显示子***(3)电学连接，所述中波或长波红外成像子***(2)与信息处理或图像显示子***(3)电学连接，可见光或短波红外成像子***(1)与中波或长波红外成像子***(2)光轴平行，且并联排列；所述信息处理或图像显示子***(3)与跟踪转台子***(4)电学连接；
所述可见光或短波红外成像子***(1)包括望远光学单元Ⅰ(11)、分光单元Ⅰ(12)、全偏振成像光学单元Ⅰ(13)、短波红外成像单元(14)、全偏振成像光学单元Ⅱ(15)以及可见光成像单元(16)；所述望远光学单元Ⅰ(11)、分光单元Ⅰ(12)、全偏振成像光学单元Ⅰ(13)、短波红外成像单元(14)同光轴，且串联排列；光线依次经过望远光学单元Ⅰ(11)、分光单元Ⅰ(12)、全偏振成像光学单元Ⅰ(13)后，在短波红外成像单元(14)上完成短波红外偏振成像；所述全偏振成像光学单元Ⅱ(15)和可见光成像单元(16)放在分光单元Ⅰ(12)的反射方向上，光线依次经过望远光学单元Ⅰ(11)、分光单元Ⅰ(12)、全偏振成像光学单元Ⅱ(15)后，在可见光成像单元(16)完成可见光偏振成像；
所述中波或长波红外成像子***(2)包括望远光学单元Ⅱ(21)、分光单元Ⅱ(22)、全偏振成像光学单元Ⅲ(23)、中波红外成像单元(24)、全偏振成像光学单元Ⅳ(25)以及长波红外成像单元(26)；望远光学单元Ⅱ(21)、分光单元Ⅱ(22)、全偏振成像光学单元Ⅲ(23)以及中波红外成像单元(24)同光轴，且串联排列；光线依次经过望远光学单元Ⅱ(21)、分光单元(22)以及全偏振成像光学单元Ⅲ(23)后，在中波红外成像单元(24)上完成中波红外偏振成像；全偏振成像光学单元Ⅳ(25)、长波红外成像单元(26)放在分光单元Ⅱ(22)的反射方向上，光线依次经过望远光学单元Ⅱ(21)、分光单元Ⅱ(22)、全偏振成像光学单元Ⅳ(25)后，在长波红外成像单元(26)完成可见光偏振成像；
所述的信息处理或图像显示子***(3)包括信息处理单元(31)和图像显示单元(32)；短波红外成像单元(14)、可见光成像单元(16)、中波红外成像单元(24)、长波红外成像单元(26)四个成像单元获得的图像信息由信息处理单元(31)进行信息融合，信息处理单元(31)将进行信息融合后的图像传给图像显示单元(32)，并根据获取的图像脱靶量信息来控制跟踪转台子***(4)工作；图像显示单元(32)将最终的图像显示出来。
2.根据权利要求1所述的基于多谱段全偏振的透雾霾成像***，其特征是：所述可见光或短波红外成像子***(1)完成可见光和短波红外的偏振成像。
3.根据权利要求1所述的基于多谱段全偏振的透雾霾成像***，其特征是：所述中波或长波红外成像子***(2)完成中波和长波红外的偏振成像。
4.根据权利要求1所述的基于多谱段全偏振的透雾霾成像***，其特征是：所述信息处理或图像显示子***(3)进行信息处理和图像显示，并且根据获取的脱靶量信息来控制跟踪转台子***(4)工作；跟踪转台子***(4)实现空间目标的跟踪。
CN201410814085.7A 2014-12-23 2014-12-23 基于多谱段全偏振的透雾霾成像*** Active CN104568140B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201410814085.7A CN104568140B (zh) 2014-12-23 2014-12-23 基于多谱段全偏振的透雾霾成像***

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201410814085.7A CN104568140B (zh) 2014-12-23 2014-12-23 基于多谱段全偏振的透雾霾成像***

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN104568140A true CN104568140A (zh) 2015-04-29
CN104568140B CN104568140B (zh) 2016-05-11

Family

ID=53084732

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201410814085.7A Active CN104568140B (zh) 2014-12-23 2014-12-23 基于多谱段全偏振的透雾霾成像***

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN104568140B (zh)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106060364A (zh) * 2016-07-28 2016-10-26 浙江宇视科技有限公司 光学透雾彩色图像采集方法及摄像机
CN109471199A (zh) * 2018-12-13 2019-03-15 长春理工大学 一种可见光与红外多维度变焦偏振成像物证搜寻***
CN113447127A (zh) * 2021-06-24 2021-09-28 长春理工大学 基于被动成像的多谱段偏振光传输特性测试装置及方法
CN113701885A (zh) * 2021-08-27 2021-11-26 长春理工大学 一种离轴三反全谱段偏振光谱成像探测装置
CN113739913A (zh) * 2021-08-27 2021-12-03 长春理工大学 一种智能化透雾霾光学成像探测装置及其使用方法
CN115412664A (zh) * 2022-11-01 2022-11-29 长春理工大学 一种智能化目标偏振成像装置及方法
CN116380256A (zh) * 2023-06-07 2023-07-04 长春理工大学 基于雾霾衰减系数的短波红外全偏振成像装置与方法

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001255208A (ja) * 2000-03-09 2001-09-21 Fuji Photo Film Co Ltd 任意の分光分布光の発生装置
US20070034803A1 (en) * 2005-06-30 2007-02-15 James Plant Method and apparatus for real-time polarization difference imaging (PDI) video
CN102323670A (zh) * 2011-09-06 2012-01-18 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 紫外、可见光和近红外三波段光学成像***
CN102495473A (zh) * 2011-11-15 2012-06-13 天津理工大学 一种可见光与红外光分光***
CN202486267U (zh) * 2011-12-14 2012-10-10 武汉市兑尔科技有限公司 一种基于紫外窄带谱段的电晕检测装置
CN103471716A (zh) * 2013-09-18 2013-12-25 中南大学 一种界面全光谱成像分析仪器***
CN203720447U (zh) * 2014-01-27 2014-07-16 杭州科汀光学技术有限公司 一种分色增强的彩色夜视***

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001255208A (ja) * 2000-03-09 2001-09-21 Fuji Photo Film Co Ltd 任意の分光分布光の発生装置
US20070034803A1 (en) * 2005-06-30 2007-02-15 James Plant Method and apparatus for real-time polarization difference imaging (PDI) video
CN102323670A (zh) * 2011-09-06 2012-01-18 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 紫外、可见光和近红外三波段光学成像***
CN102495473A (zh) * 2011-11-15 2012-06-13 天津理工大学 一种可见光与红外光分光***
CN202486267U (zh) * 2011-12-14 2012-10-10 武汉市兑尔科技有限公司 一种基于紫外窄带谱段的电晕检测装置
CN103471716A (zh) * 2013-09-18 2013-12-25 中南大学 一种界面全光谱成像分析仪器***
CN203720447U (zh) * 2014-01-27 2014-07-16 杭州科汀光学技术有限公司 一种分色增强的彩色夜视***

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106060364A (zh) * 2016-07-28 2016-10-26 浙江宇视科技有限公司 光学透雾彩色图像采集方法及摄像机
CN109471199A (zh) * 2018-12-13 2019-03-15 长春理工大学 一种可见光与红外多维度变焦偏振成像物证搜寻***
CN113447127A (zh) * 2021-06-24 2021-09-28 长春理工大学 基于被动成像的多谱段偏振光传输特性测试装置及方法
CN113447127B (zh) * 2021-06-24 2022-10-04 长春理工大学 基于被动成像的多谱段偏振光传输特性测试装置及方法
CN113701885A (zh) * 2021-08-27 2021-11-26 长春理工大学 一种离轴三反全谱段偏振光谱成像探测装置
CN113739913A (zh) * 2021-08-27 2021-12-03 长春理工大学 一种智能化透雾霾光学成像探测装置及其使用方法
CN113739913B (zh) * 2021-08-27 2022-03-11 长春理工大学 一种智能化透雾霾光学成像探测装置及其使用方法
CN113701885B (zh) * 2021-08-27 2023-04-25 长春理工大学 一种离轴三反全谱段偏振光谱成像探测装置
CN115412664A (zh) * 2022-11-01 2022-11-29 长春理工大学 一种智能化目标偏振成像装置及方法
CN115412664B (zh) * 2022-11-01 2023-01-20 长春理工大学 一种智能化目标偏振成像装置及方法
CN116380256A (zh) * 2023-06-07 2023-07-04 长春理工大学 基于雾霾衰减系数的短波红外全偏振成像装置与方法
CN116380256B (zh) * 2023-06-07 2023-08-01 长春理工大学 基于雾霾衰减系数的短波红外全偏振成像装置与方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN104568140B (zh) 2016-05-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104568140A (zh) 基于多谱段全偏振的透雾霾成像***
CN103776540B (zh) 一种多波段共光路图谱联合遥感测量***及方法
CA3157194C (en) Systems and methods for augmentation of sensor systems and imaging systems with polarization
CN104535186B (zh) 一种动平台红外图谱关联探测***及方法
CN105548964A (zh) 一种基于光源成像的室内可见光定位方法
Wang et al. Performance and challenges of 3D object detection methods in complex scenes for autonomous driving
CN205071145U (zh) 一种充分感光的多图像传感器摄像机
CN113739913B (zh) 一种智能化透雾霾光学成像探测装置及其使用方法
CN104601953A (zh) 一种视频图像融合处理***
Yang et al. Can we pass beyond the field of view? panoramic annular semantic segmentation for real-world surrounding perception
CN104501956A (zh) 一种超宽波段图谱关联探测装置与探测方法
CN102997853A (zh) 一种检测冰雪厚度的装置及方法
CN108152973A (zh) 一种可见光与中波红外共口径复合光学***
CN110824499A (zh) 一种机载双谱段偏振全天时海上目标搜索***
CN108287350A (zh) 基于多信息综合的天基空中目标探测关键参数确定方法
CN104614731A (zh) 基于高光谱全偏振的目标探测成像***
CN103115685A (zh) 一种红外多探测器组合探测装置及红外探测方法
CN103826068A (zh) 一种视频图像旋转方法
CN102261910B (zh) 能够抵抗太阳光干扰的视觉检测***及方法
CN104459457A (zh) 一种红外与紫外双路成像电力检测仪
CN110595625A (zh) 一种“十”字型五孔径视场部分重叠仿生热成像***
CN109859235B (zh) 一种夜间移动车灯跟踪检测***、方法及设备
CN102914261A (zh) 非接触式热目标尺寸测量***及方法
CN210954346U (zh) 一种机载双谱段偏振全天时海面目标搜索***
CN211718525U (zh) 一种多光谱广域全景光电雷达***

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant