基于偏振成像的太阳相对方位角估计算法研究

发布时间：2024-07-06 02:34

　　基于大自然特性的导航科学在科研领域扮演着十分重要的角色,具有非常重要的应用价值,目前导航科学在军事及民用领域都有着广泛的应用。近些年来,基于天空光偏振分布模式对称特性,以对称线—太阳子午线为基准来获取方向信息的新型偏振导航方法成为了偏振光导航研究领域的热点,此种航向信息获取方法由于利用全天域偏振信息,具有稳定性高,抗干扰能力强等优势,在军事和民用导航领域具有深远的研究价值。目前大多数的成像式偏振导航算法是利用偏振方位角图像的对称性,对太阳子午线进行近似提取,保留太阳子午线及其附近一定区域内的偏振信息。此种方法优势在于其便利性以及处理数据较少,计算较快,但是丢失了偏振图像中大部分的偏振信息,鲁棒性差,计算误差较大等。本文针对以上情况,提出了一种适用于各种成像式偏振导航传感器的太阳子午线相对转角估计算法。不同于以前的算法,本文算法是基于整幅偏振图像,以图像的最小单位像素为研究对象,大大提高了偏振图像中偏振信息的利用率。首先,在偏振方位角图像上建立极坐标系,使得偏振方位角图像中的每一个像素点在极坐标系中都可以用极径和极角表示。建立极坐标系的目的是把偏振图像上的每一个像素点都能建立与极径、极角...

【文章页数】：60 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 课题背景及意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 偏振光分布模式国内外研究现状
        1.2.2 太阳子午线空间位置测定方法国内外研究现状
    1.3 本文研究内容
2 天空偏振光分布模式探究
    2.1 天空偏振模式形成机理
    2.2 偏振的描述与计算方法
    2.3 基于偏振成像系统的室外实验
        2.3.1 偏振成像系统简介
        2.3.2 天空偏振场室外实测实验
    2.4 本章小结
3 太阳相对方位角估计算法原理
    3.1 基于偏振图像的极坐标转换
    3.2 极坐标系下的单像素环提取
        3.2.1 像素距离简介
        3.2.2 单像素环提取
    3.3 相邻两帧偏振图像的遍历搜索过程
    3.4 太阳子午线相对转角计算过程
    3.5 优化遍历搜索过程的制表法设计
    3.6 本章小结
4 基于偏振图像的太阳相对方位角估计算法实验方案
    4.1 太阳方位角相对转角估计算法仿真实验
    4.2 不同灰度分辨率下的仿真实验
    4.3 太阳方位角估计算法算法室外验证实验
        4.3.1 室外静置实验
        4.3.2 室外动态实验
    4.4 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表学术论文情况
致谢



本文编号：4001922