[发明专利]一种水下光纹罗盘装置

权利要求书

1.本发明提供一种水下光纹罗盘装置，其特征在于，包括成像部分和处理显示部分，成像部分包括偏振片、电动机械装置、低照度高清晰度成像装置以及相应的成像控制器，处理显示部分由数字光谱处理器完成，其功能包括偏振光纹生成模块、信号处理分析模块、基准方向判定模块和显示模块；

该方法包括以下步骤

步骤1：在成像控制器的控制下，通过偏振系统中内置的偏振片旋转，将天空光分离成不同偏振状态的偏振光；

步骤2：使用低照度高清晰度成像模块拍摄记录不同偏振状态下天空光的偏振图像集，之后将拍摄记录的偏振图像集发送到数字光谱处理器中；

步骤3：使用数字光谱处理器将记录下来的不同偏振状态的偏振图像集进行光谱分析，获取天空光各个波长的偏振分布特征图像，并通过偏振光纹生成模块生成具有波长、亮度和偏振分布等信息的天空光纹；

步骤4：数字光谱处理器中的信号处理分析模块先根据时间、经纬度等信息检索系统数据库中历史光纹以及太阳的位置信息，基准方向判定模块对天空光纹和历史光纹比较分析，判断出基准“正北”方向，并将基准方向传输到显示模块上加以显示。

2.根据权利要求1所述的一种水下光纹罗盘装置，其特征在于，步骤1中，在成像系统中还包括偏振片、驱动偏振片转动的电动机械装置、控制偏振片转动的成像控制器，该成像控制器用于控制偏振片转动，保证偏振片在规定的时间内完成对太阳光的分离，偏振片每转动θ拍摄记录一次，一共拍摄360°/θ张照片记录偏振光的偏振状态。

3.根据权利要求1所述的一种水下光纹罗盘装置，其特征在于，步骤2中，成像模块包括低照度高清晰度的成像设备，该成像设备的镜头采用超广角鱼眼镜头，保证能最大限度地拍摄天空光的分布。

4.根据权利要求1所述的一种水下光纹罗盘装置，其特征在于，步骤3中，数字光谱处理器其功能包括图像信号处理分析设备、偏振光纹生成模块、基准方向判定和显示模块。

5.根据权利要求1所述的一种水下光纹罗盘装置，其特征在于，步骤4中，数字光谱处理器的主要部分为图像信号处理分析设备，用于处理偏振成像装置传来的偏振图像集，实现某一波长天空光偏振分布特征的测量。数字光谱处理器中的信号处理分析模块，先根据时间、经纬度等信息检索系统数据库中历史光纹以及太阳光的位置信息，最后基准方向判定进行比较分析判断出基准“正北”方向。

6.如权利要求1～5任意一项所述的水下光纹罗盘装置，其特征在于，在同一空间位置获取天空光各个波长的偏振分布特征图像，生成具有波长、亮度和偏振分布等信息的天空光纹，结合数据库中历史光纹以及太阳光的位置信息，基准方向判定模块对天空光纹和历史光纹比较分析，判断出基准“正北”方向，并将基准方向传输到显示模块上加以显示。