[发明专利]用于利用偏振增强传感器系统和成像系统的系统和方法

权利要求书

1.一种多模态传感器系统，包括：

底层传感器系统；

偏振相机系统，所述偏振相机系统被配置为俘获与多个不同偏振状态相对应的偏振原始帧；以及

处理系统，所述处理系统包括处理器和存储器，所述处理系统被配置为控制所述底层传感器系统和所述偏振相机系统，所述存储器存储指令，所述指令在由所述处理器执行时，使所述处理器：

控制所述底层传感器系统对场景执行感测并且控制所述偏振相机系统俘获所述场景的多个偏振原始帧；

基于所述多个偏振原始帧提取偏振表示空间中的第一张量；以及

基于所述底层传感器系统的输出和所述偏振表示空间中的所述第一张量来计算特性化输出。

2.根据权利要求1所述的多模态传感器系统，其中所述偏振相机系统包括偏振相机模块，所述偏振相机模块包括：

第一偏振相机，其包括处于第一偏振定向上的第一偏振滤光器，所述第一偏振相机具有第一光轴；

第二偏振相机，其包括处于第二偏振定向上的第二偏振滤光器，所述第二偏振相机具有基本上平行于所述第一光轴的第二光轴；以及

第三偏振相机，所述第三偏振相机包括处于第三偏振定向的第三偏振滤光器，所述第三偏振相机具有基本上平行于所述第一光轴的第三光轴。

3.根据权利要求2所述的多模态传感器系统，其中所述偏振相机模块还包括第四偏振相机，所述第四偏振相机包括处于第四偏振定向上的第四偏振滤光器，所述第四偏振相机具有基本上平行于所述第一光轴的第四光轴。

4.根据权利要求2所述的多模态传感器系统，其中所述第一张量包括线性偏振度(DOLP)和线性偏振角(AOLP)，以及

其中所述存储器进一步存储指令，所述指令在由所述处理器执行时，使所述处理器基于由所述第一偏振相机、所述第二偏振相机和所述第三偏振相机俘获的偏振原始帧来计算所述DOLP和所述AOLP，所述指令包括用以进行以下操作的指令：

基于斯塔克斯向量初始化估计的DOLP和估计的AOLP；

基于所述偏振原始帧中的视差移位来估计场景几何形状以生成粗略模型；以及

迭代地：

基于所述估计的DOLP和所述估计的AOLP细化所述粗略模型以生成估计的几何形状；以及

基于所述估计的几何形状来更新所述估计的DOLP和所述估计的AOLP，

直到所述估计的DOLP中的变化和所述估计的AOLP中的变化都小于对应的阈值。

5.根据权利要求1所述的多模态传感器系统，其中所述偏振相机系统包括立体偏振相机系统，所述立体偏振相机系统包括：

具有第一光轴的第一偏振相机模块，所述第一偏振相机模块被配置为俘获与第一多个不同偏振状态相对应的第一多个偏振原始帧；以及

第二偏振相机模块，所述第二偏振相机模块具有第二光轴并且沿着基线与所述第一偏振相机模块间隔开，所述第二偏振相机模块被配置为俘获与第二多个不同偏振状态相对应的第二多个偏振原始帧，

所述第一光轴基本上平行于所述第二光轴。

6.根据权利要求5所述的多模态传感器系统，其中所述第一偏振相机模块包括第一多个滤色器，所述第一多个滤色器被配置成透射三个或更多个不同的第一色谱中的光，以及

其中所述第二偏振相机模块包括第二多个滤色器，所述第二多个滤色器被配置为透射三个或更多个不同的第二色谱中的光，

其中所述三个或更多个第二色谱不同于所述三个或更多个第一色谱。

7.如权利要求6所述的多模式传感器系统，其中所述存储器还存储指令，所述指令在由所述处理器执行时，使所述处理器：

控制所述立体偏振相机系统俘获所述第一色谱和所述第二色谱中的多光谱立体偏振成像数据；以及

从所述多光谱立体偏振成像数据提取偏振表示空间中的第一张量。

8.如权利要求1所述的多模式传感器系统，其中所述底层传感器系统包括主动式扫描系统，所述主动式扫描系统包括主动式发射器和检测器。