CN105628622A - 一种基于三相机偏振成像*** - Google Patents
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Abstract
一种基于三相机偏振成像***。本发明能够同时采集3个不同偏振方向的目标辐射强度，避免单镜头采集时旋转偏振片带来的人为误差，通过对***的标定﹑校准和测试；本***简单可靠，对目标区域的偏振检测具有较强的适用性。本发明包括CCD成像模块、光学镜头***、图像采集与预处理***；所述图像采集与预处理***前端连接采用相同硬件连接结构的三个光路；所述一个光路的连接结构为干涉滤光片连接偏振片，所述偏振片连接光学镜头***，所述光学镜头***连接CCD成像模块，所述CCD成像模块再连接图像采集与预处理***,所述图像采集与预处理***连接图像处理层***，所述图像处理层***最后连接目标检测与分析***。
Description
技术领域
本发明属于偏振信息检测技术领域，具体地涉及一种基于三相机偏振成像***。
背景技术
基于偏振成像的检测方法是近年来新兴的一种偏振信息检测技术，在目标识别、分类、发现隐藏目标、大气成分和气溶胶检测等方面的优越性越来越受到人们的重视，尤其是在军事侦查、植被遥感和气溶胶检测方面已经体现出了极大的优势。
与传统的光电模型检测方法相比，在检测范围、实时性、准确性和直观性等方面都有明显的优势。1996年，匈牙利Eötvös University的Gábor Horváth和瑞士Universität Zürich的Rüdiger Wehner首次采用摄录式偏振测量方式（wide-field video polarimetry）检测；1997年，美国University of Miami 的Kenneth J. Voss和Yi Liu开发了一套基于鱼眼镜头和CCD相机的新型偏振辐射度探测***；2003年，中国科学院安徽光机所研制的机载多波段偏振CCD相机，采用平行光路结构，3路光路成品字型排列；2007年，Yan Cui和Jinkui Chu等人用天文望远镜和光纤光谱仪自制的局部区域偏振成像实验装置，用来研究大气散射光的偏振特性。
近年来随着光电器件和相机技术的进步，出现了很多新型的偏振成像***，如基于可调节相位延迟的偏振成像***和分聚焦平面阵列偏振成像***等。
发明内容
本发明针对现有技术的不足，提供一种基于三相机偏振成像***；本发明能够同时采集3个不同偏振方向的目标辐射强度，避免单镜头采集时旋转偏振片带来的人为误差，通过对***的标定﹑校准和测试，相机的同步时间精度△t≤15ms，像素畸变△p≤1pixel；本***简单可靠，对目标区域的偏振检测具有较强的适用性。
为实现本发明的上述目的，本发明采用如下技术方案。
本发明一种基于三相机偏振成像***，包括CCD成像模块、光学镜头***、图像采集与预处理***；其结构要点是：所述图像采集与预处理***前端连接采用相同硬件连接结构的三个光路；所述一个光路的连接结构为干涉滤光片连接偏振片，所述偏振片连接光学镜头***，所述光学镜头***连接CCD成像模块，所述CCD成像模块再连接图像采集与预处理***,所述图像采集与预处理***连接图像处理层***，所述图像处理层***最后连接目标检测与分析***。
作为本发明的一种优选方案，所述CCD成像模块采用工业数字CCD相机SV-1400FC；所述分辨率为1392×1040、像元大小为4.65μm×4.65μm、最大帧率为15fps、数据接口为IEEE1394a。
作为本发明的另一种优选方案，所述偏振片采用GCL-050004；所述偏振片的框架尺寸为50.8mm、通光孔径为45.0mm、消光比为100:1，并具有保护窗口。
作为本发明的另一种优选方案，所述光学镜头采用LM6NCM；所述LM6NCM的焦距为6mm、物距范围为0.1~∞、变形率为-0.2%、尺寸为34×45.8mm。
本发明的有益效果是。
本发明在介绍偏振成像检测原理的基础上，并在现有的偏振成像***的基础上，提供了一种基于三相机的偏振成像检测***；为了提高偏振检测***的准确度，减少相应的检测误差，对偏振成像检测***进行了相应的校准及测试。经过对***的标定和校准，单次采集耗时均低于15ms，满足采集帧率要求，校正和配准的误差均小于1像素，满足了后续探测分析要求。
本发明采用三个相同硬件连接结构的光路，能够同时采集3个不同偏振方向的目标辐射强度，避免单镜头采集时旋转偏振片带来的人为误差，通过对***的标定﹑校准和测试，相机的同步时间精度△t≤15ms，像素畸变△p≤1pixel；本***简单可靠，对目标区域的偏振检测具有较强的适用性。
附图说明
图1是本发明一种基于三相机偏振成像***的总体结构连接框图。
图2是本发明一种基于三相机偏振成像***的程序流程图。
具体实施方式
如图1所示，为本发明一种基于三相机偏振成像***的总体结构连接框图。图中，包括CCD成像模块、光学镜头***、图像采集与预处理***；其结构要点是：所述图像采集与预处理***前端连接采用相同硬件连接结构的三个光路；所述一个光路的连接结构为干涉滤光片连接偏振片，所述偏振片连接光学镜头***，所述光学镜头***连接CCD成像模块，所述CCD成像模块再连接图像采集与预处理***,所述图像采集与预处理***连接图像处理层***，所述图像处理层***最后连接目标检测与分析***。
本发明基于三相机的偏振检测***，3个光路采用相同的硬件结构，光学镜头前放置干涉滤光片和不同检偏角度的偏振片。目标的反射光辐射通过***滤光片的滤波，与偏振片检偏角度一致的偏振光通过偏振片，通过CCD成像模块完成成像，3个通道获取了3个不同检偏方向的目标辐射强度，后台处理***通过对三通道的偏振图像的处理，实现了对目标区域的偏振信息获取。
作为本发明的一种优选方案，所述CCD成像模块采用工业数字CCD相机SV-1400FC；所述分辨率为1392×1040、像元大小为4.65μm×4.65μm、最大帧率为15fps、数据接口为IEEE1394a。
作为本发明的另一种优选方案，所述偏振片采用GCL-050004；所述偏振片的框架尺寸为50.8mm、通光孔径为45.0mm、消光比为100:1，并具有保护窗口。
作为本发明的另一种优选方案，所述光学镜头采用LM6NCM；所述LM6NCM的焦距为6mm、物距范围为0.1~∞、变形率为-0.2%、尺寸为34×45.8mm。
如图2所示，为本发明一种基于三相机偏振成像***的程序流程图。程序启动时，首先检测连接至PC的相机个数并初始化相机，然后通过调用相机附带软
件开发包函数HVOpenDevice打开设备。如果设备打开失败，程序将报错；如果设备打开成功，则初始化图像缓冲区，为接收图像作好准备，然后初始化图像数据到内存的控制，并触发信号，进行拍摄，获得相机返回的CCD阵列数据。此时的数据还需要转换及校正，用ConvertBayer2RGB函数，将源缓冲区的Bayer格式图像数据进行数据格式转换并传递到目标缓冲区中。转换后存储在目标缓冲区的数据为RGB24位格式；最后在程序界面上显示采集到的图像，并将图像保存为BMP格式用于显示和存档。
Claims (4)
1.一种基于三相机偏振成像***，包括CCD成像模块、光学镜头***、图像采集与预处理***；其特征在于：所述图像采集与预处理***前端连接采用相同硬件连接结构的三个光路；所述一个光路的连接结构为干涉滤光片连接偏振片，所述偏振片连接光学镜头***，所述光学镜头***连接CCD成像模块，所述CCD成像模块再连接图像采集与预处理***,所述图像采集与预处理***连接图像处理层***，所述图像处理层***最后连接目标检测与分析***。
2.根据权利要求1所述的一种基于三相机偏振成像***，其特征在于：所述CCD成像模块采用工业数字CCD相机SV-1400FC；所述分辨率为1392×1040、像元大小为4.65μm×4.65μm、最大帧率为15fps、数据接口为IEEE1394a。
3.根据权利要求1所述的一种基于三相机偏振成像***，其特征在于：所述偏振片采用GCL-050004；所述偏振片的框架尺寸为50.8mm、通光孔径为45.0mm、消光比为100:1，并具有保护窗口。
4.根据权利要求 1 所述的一种基于三相机偏振成像***，其特征在于：所述光学镜头采用LM6NCM；所述LM6NCM的焦距为6mm、物距范围为0.1~∞、变形率为-0.2%、尺寸为34×45.8mm。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| CN201410623834.8A CN105628622A (zh) | 2014-11-07 | 2014-11-07 | 一种基于三相机偏振成像*** |
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Publications (1)
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Family
ID=56043760
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| CN201410623834.8A Pending CN105628622A (zh) | 2014-11-07 | 2014-11-07 | 一种基于三相机偏振成像*** |
Country Status (1)
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|---|---|
| CN (1) | CN105628622A (zh) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106370307A (zh) * | 2016-10-12 | 2017-02-01 | 青岛市光电工程技术研究院 | 一种水面溢油成像探测方法与装置 |
| CN110426047A (zh) * | 2019-08-30 | 2019-11-08 | 合肥工业大学 | 基于成像理论的大气偏振模式的建立及其畸变程度分析方法 |
| CN110779920A (zh) * | 2019-10-30 | 2020-02-11 | 中国计量大学 | 一种珍珠检测装置 |
-
2014
- 2014-11-07 CN CN201410623834.8A patent/CN105628622A/zh active Pending
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| CN110426047A (zh) * | 2019-08-30 | 2019-11-08 | 合肥工业大学 | 基于成像理论的大气偏振模式的建立及其畸变程度分析方法 |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20160601 |
|
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |