[发明专利]野外环境天空偏振建模对准测量装置

摘要

野外环境天空偏振建模对准测量装置，提供方向基准并对复杂环境下天空偏振模式进行检测。该装置构成包括偏振图像测量模块、旋转驱动模块、激光标线模块、平台对准模块，用户控制和处理模块。检测时平台对准模块使成像通光轴与激光标线仪的中心轴线对准共线；基于激光标线模块，使装置参考方向与GPS测得的外部参考矢量对准，得到天空偏振图像的方向基准；用户控制和处理模块传送用户指令，使旋转驱动模块控制偏振片进行有序旋转，调节相机输入光的偏振态；同时使偏振图像测量模块测得偏振图像信息。该装置及检测方法适用于野外复杂环境下检测天空偏振模式，并为天空偏振建模提供可靠的方向基准。

主权项

1.野外环境天空偏振建模对准测量装置，其特征是：包括偏振图像测量模块(1)、旋转驱动模块(2)、激光标线模块(3)、平台对准模块(4)，用户控制和处理模块(5)；所述偏振图像测量模块(1)和旋转驱动模块(2)分别与用户控制和处理模块(5)相连，且偏振图像测量模块(1)与旋转驱动模块(2)相连，偏振图像测量模块(1)接收用户控制和处理模块(5)输出的测量信号，进入定时成像状态；同时，旋转驱动模块(2)接收用户控制和处理模块(5)输出的时序控制信号，驱动旋转台有序转动，产生的旋转力矩带动偏振片进行旋转，偏振片调节输入天空光的偏振态，使通过鱼眼镜头的输入CCD相机的光成为对应不同偏振化方向的线偏光，线偏光进入CCD相机后成像，得到数字图像信号；偏振图像测量模块(1)将数字图像信号输出到用户控制和处理模块(5)作为解析天空偏振分布模式的原始数据，其中数字图像信号包含红、绿、蓝三种光谱的天空光强信息；由于结构上偏振图像测量模块(1)的中心轴线与旋转驱动模块(2)的中心轴线共线，通过设置旋转台的旋转零位，可以使偏振图像测量模块(1)具有的参考标线的初始位置所在方向与旋转驱动模块(2)所决定的装置参考方向一致；旋转驱动模块(2)和激光标线模块(3)分别与平台对准模块(4)面接触，结构上偏振图像测量模块(2)的中心轴线、激光标线模块(3)的中心轴线以及平台对准模块(4)的中心轴线，三者共线，从而偏振图像测量模块(1)的中心轴线与激光标线模块(3)的中心轴线也共线，易得到成像装置的姿态信息；激光标线模块(3)提供野外环境下的外部参考矢量，当外部参考矢量与偏振图像测量模块(1)决定的参考标线的初始位置所在方向共面时，即实现装置参考方向与外部参考矢量的对准；基于该对准测量装置的五个模块，采用偏振图像信息和方位基准检测方法实现对野外复杂环境下天空偏振模式的检测，并通过装置参考方向与外部参考矢量的对准，为天空偏振建模提供方向基准。