[发明专利]基于偏振探测的金属物表面冰雪探测装置及方法

说明书

本发明公开了一种基于偏振探测的金属物表面冰雪探测装置及方法，属于偏振探测领域，装置主要包括协同作业的激光发射系统、偏振探测图像接收系统、旋转控制系统、偏振图像处理系统和偏振图像显示系统，利用圆偏振光来检测金属物，采用光线的隔离和非隔离方式来对冰雪进行检测，是对传统偏振传输探测的有益补充，利用了圆偏振光的记忆功能来提高图像的对比度，使得金属表面冰雪介质信息在偏振探测图像信息处理后，在显示屏上显示长亮状态，其偏振信息反映了冰雪介质的图像信息，利用本发明提出的基于偏振探测的金属物表面冰雪探测装置及方法能够有效地对金属物表面的冰雪进行目标探测的工作，为偏振传输及探测提供了可靠的技术支撑。

技术领域

本发明属于偏振探测领域，具体地，涉及一种基于偏振探测的金属物表面冰雪探测装置及方法。

背景技术

在恶劣天气情况下，飞机是无法正常起飞的，而且在飞机机身上还会因为存在冰雪介质而影响飞机的行驶，飞机起飞的跑道地面存在冰雪也会给起飞带来安全隐患，此时就需要机场工作人员对飞机及跑道上的冰雪来进行处理，但目前机场航空部门主要依赖于使用除冰液来进行除冰，这不但浪费人力劳动资源，而且还可能存在飞机表面遗漏冰雪区域的情况，因此在不是很理想的观察条件下，积累的冰块所带来安全隐患不容小觑。因此，研究存在冰雪情况下的偏振冰雪探测的需求变得极为迫切。

发明内容

本发明的目的是针对飞机表面上存在冰雪介质且不易被发现等问题，而提供了一种基于偏振探测的金属物表面冰雪探测装置，能够有效地对飞机表面的冰雪介质进行目标探测，从而对飞机表面除冰提供了可靠的技术支撑，本发明的另一目的是提供了一种基于偏振探测的金属物表面冰雪探测方法。

本发明为实现上述目的采用的技术方案是：

基于偏振探测的金属物表面冰雪探测装置，包括装置外壳和装置升降平台，所述装置外壳具有出射光学窗口和入射光学窗口，所述装置升降平台装配在装置外壳下方，其特征在于，还包括激光发射系统、偏振探测图像接收系统、旋转控制系统、偏振图像处理系统和偏振图像显示系统，其中激光发射系统、偏振探测图像接收系统、旋转控制系统和偏振图像处理系统设置在装置外壳内部，偏振图像显示系统固定安装在装置外壳的外壁上；所述激光发射系统包括沿着光的传播方向依次设置的激光器、旋转偏振器件和扩束镜，激光发射系统被配置为用于向金属物目标体按照预设频率交替发射垂直线偏振光和圆偏振光，金属物目标体的表面具有冰雪区域；所述偏振探测图像接收系统位于金属物目标体的反射光光路上，偏振探测图像接收系统包括沿金属物目标体反射光光路依次布置的旋转检偏器件、成像透镜和偏振相机，金属物目标体所反射的反射光经过旋转检偏器件和成像透镜后成像于偏振相机，偏振相机用于捕获目标偏振探测图像，其中旋转检偏器件配置为按照预设频率旋转，以使目标偏振探测图像中金属物目标体的金属区域呈闪烁状态而冰雪区域呈长亮状态；所述旋转控制系统分别与旋转偏振器件和旋转检偏器件连接，用于控制旋转偏振器件和旋转检偏器件按照预设频率同步旋转；所述偏振图像处理系统的输入侧与偏振相机连接，输出侧与偏振图像显示系统连接，偏振图像处理系统用于接收所述偏振相机捕获到的目标偏振探测图像并将其显示在偏振图像显示系统上。