[发明专利]一种基于偏振菲涅尔反射比的主动偏振成像目标辨别方法

摘要

本发明提出一种基于偏振菲涅尔反射比的主动偏振成像目标辨别方法，通过改变入射方向与探测方向的天顶角获得多组理论和实际的偏振菲涅耳系数比，并且从中恢复得到目标物体的相关光学常数，然后通过物体的光学常数对不同材料进行区分以实现目标辨别。本发明方便有效的实现目标的辨别，同时提高了偏振在目标辨别工程应用中的鲁棒性和普适性。

主权项

1.一种基于偏振菲涅尔反射比的主动偏振成像目标辨别方法，其特征在于，包括下述步骤：步骤一，使光源产生的入射光经物体表面反射，再透过偏振片到达探测器，探测器探测反射光强，且使入射方向与探测方向的方位角夹角为180°，根据已知的入射方向与探测方向的天顶角计算获得入射方向或探测方向与微面元法线之间的夹角β；步骤二，计算实际偏振菲涅尔系数比和理论偏振菲涅尔系数比：计算实际偏振菲涅尔系数比的方法为：改变光源的偏振态，使入射光分别以垂直于物体反射面的线偏振光s光和平行于物体反射面的线偏振光p光入射到物体表面，同时旋转偏振片，用探测器在偏振角ω分别位于0°和90°时，探测获得一组s光和p光所对应的反射光强然后根据下式计算获得物体表面的实际偏振菲涅尔系数比q：物体表面的理论偏振菲涅尔系数比Q的方法如下式所示：其中，β是步骤一获得的入射方向或探测方向与微面元法线之间的夹角，F_s和F_p分别表示s光和p光入射于物体反射面时的反射率，A和B是自定义参数，n表示折射率，k为衰减系数，且有步骤三，改变入射方向或探测方向的天顶角，重复步骤一和步骤二，直至获得在m个不同天顶角角度下的m组实际偏振菲涅尔系数比和理论偏振菲涅尔系数比；步骤四，根据目标函数G(n,k)，采用非线性最小二乘拟合方法，反演获得物体的最优光学常数n和k，然后通过物体的光学常数对不同材料进行区分以实现目标辨别，所述目标函数G(n,k)为，其中，m表示m个不同的天顶角角度，Q_i表示第i次测量对应角度下的理论偏振菲涅尔系数比，q_i表示第i次测量对应角度下的实际偏振菲涅尔系数比；其中，θ_i为入射方向的天顶角，θ_r为探测方向的天顶角。