分振幅式全偏振成像探测系统的标定研究

发布时间：2023-01-04 09:39

　　随着偏振光学研究与应用的逐渐深入,利用偏振特性进行目标探测成为研究人员日益关注的方向。偏振探测技术的发展使得越来越多的偏振探测系统被开发出来,并在遥感探测、大气气溶胶分析、识别伪装、昏暗目标探测、生物探测等领域有很广泛的应用。其中,分振幅式全偏振成像系统因其实时性好,能量利用率高被作为研究重点,分振幅式全偏振成像探测系统一般利用分光棱镜等结合多个CCD相机组成多路通道,各通道放置不同偏振元件来获取偏振信息。但由于多通道光路结构之间存在加工误差,光学器件不理想等会造成各通道的光传输存在细微差异,导致探测系统探测目标偏振信息不准确。所以,探测系统的精确标定对目标偏振信息的探测起着至关重要的作用。目前研究者们对分振幅式成像探测系统标定较多采用的是四点定标法和多点定标法,但这些方法大都对标定系统引入的误差考虑不全,甚至忽略,如经偏振调制单元调制后的偏振光被当做理想入射光用于探测系统的标定,从而导致标定完成后探测系统的穆勒矩阵中包含标定系统引入的误差,对偏振探测精度有较大的影响。针对标定系统中偏振光源误差和探测系统自身误差的超多影响因素的强耦合问题,本文提出采用一种非线性最小二乘拟合标定方法对分... 

【文章页数】：64 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
        1.1.1 课题背景
        1.1.2 研究意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 成像式偏振探测系统及标定的研究现状
        1.2.2 成像式偏振探测系统标定方法的研究现状
    1.3 本文研究内容及章节安排
2 分振幅式全偏振成像探测系统与标定系统
    2.1 偏振成像探测理论
    2.2 分振幅式全偏振成像探测系统
    2.3 标定系统
        2.3.1 光源
        2.3.2 偏振调制单元
        2.3.3 偏振探测系统及固定装置
    2.4 本章小结
3 误差分析
    3.1 探测系统误差分析
        3.1.1 图像像素偏移
        3.1.2 通道亮度响应不一致
        3.1.3 探测系统透射率误差
        3.1.4 探测系统偏振器件误差
        3.1.5 CCD相机误差
    3.2 标定系统误差分析
        3.2.1 光源误差
        3.2.2 偏振调制单元误差
        3.2.3 系统装配误差
    3.3 本章小结
4 探测系统的标定方案
    4.1 探测系统偏器片与1/4波片夹角误差校正
        4.1.1 偏振片夹角误差校正
        4.1.2 波片快轴误差校正
    4.2 图像采集
    4.3 图像预处理
        4.3.1 图像配准
        4.3.2 图像均匀化标定
        4.3.3 图像灰度化
    4.4 多点定标法
    4.5 非线性最小二乘拟合法
        4.5.1 标定方法的原理
        4.5.2 难点分析
        4.5.3 拟合计算
    4.6 本章小结
5 标定及验证
    5.1 标定
    5.2 标定补偿与精度分析
    5.3 验证实验
    5.4 室外测试结果
    5.5 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


【参考文献】：
期刊论文
[1]一种高度集成化的仿生偏振导航传感器[J]. 褚金奎,关传泷,刘泽,田文慧,张然.  微纳电子技术. 2020(03)
[2]基于改进的SURF图像配准算法研究[J]. 金斌英.  计算机测量与控制. 2019(11)
[3]基于SIFT算法的图像配准综述[J]. 黄海波,李晓玲,熊文怡,聂祥飞.  软件导刊. 2019(01)
[4]一种基于旋转1/4波片法的激光偏振度测量仪[J]. 古兆兵,郝淑杰,王雷,许荣国,阴万宏.  应用光学. 2018(06)
[5]偏振探测系统的图像配准[J]. 褚金奎,林威,张然,陈永台.  光学精密工程. 2018(05)
[6]天空实时全偏振成像探测器设计与搭建[J]. 陈永台,张然,林威,褚金奎.  光学精密工程. 2018(04)
[7]分振幅光偏振探测系统多点定标方法[J]. 汪方斌,刘涛,洪津,朱达荣,许露.  红外与激光工程. 2017(05)
[8]三通道偏振成像系统的标定研究[J]. 梁建琦,闫皓,李涛,杨江涛,王晨光,唐军.  科学技术与工程. 2016(36)
[9]全天域大气偏振模式的实时测量系统[J]. 孙洁,高隽,怀宇,毕冉,范之国.  光电工程. 2016(09)
[10]旋转波片法成像斯托克斯偏振仪误差标定和补偿[J]. 张雪冰,李艳秋,郑猛,李建慧.  中国激光. 2015(07)

博士论文
[1]光偏振编码通信系统关键技术的研究[D]. 高凯强.北京交通大学 2017



本文编号：3727541