[发明专利]一种智能化透雾霾光学成像探测装置及其使用方法

说明书

本发明一种智能化透雾霾光学成像探测装置及其使用方法，属于光电成像技术领域；将光的强度信息、光谱信息和偏振信息有机组合，可实现强度、光谱、偏振成像三个功能，是对传统成像探测的有益补充，可穿透雾霾，提高成像的图像对比度，从而提高工作距离。其中强度信息反映了探测距离、目标形状以及目标尺寸等；光谱信息反映了空间目标的材料组份以及表面形态等；偏振信息反映了目标的材质、粗糙度以及与背景的对比度；将强度、光谱和偏振三维信息联合应用，图像对比度可以提高2～3倍，从而提高工作距离30％，有助于提高目标探测概率，从而更加有效地实现穿透雾霾成像。

技术领域

本发明属于光电成像技术领域，尤其涉及一种智能化透雾霾光学成像探测装置及其使用方法。

背景技术

由于雾霾天对光的遮蔽作用导致场景能见度下降,使公路和民航交通受阻,给国民经济造成不利影响。现有的穿透雾霾的成像系统多为强度系统和红外系统，但随着雾霾天气日益严重，仅采用红外技术的穿透雾霾的成像系统性能受到限制，本专利将多维度光学成像和人工智能技术相结合，提出了一种智能化透雾霾光学成像探测装置及其使用方法。国内在多维度探测、人工智能探测这两个方面虽然开展了初步的研究，但主要应用在气象探测、空间环境和地球科学等领域，尚未开展一种智能化透雾霾光学成像探测装置及其使用方法。因此现有技术当中亟需要一种新型的技术方案来解决这一问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种智能化透雾霾光学成像探测装置及其使用方法，将光的强度信息、光谱信息和偏振信息有机组合，可实现强度、光谱、偏振成像三个功能，是对传统成像探测的有益补充，可穿透雾霾，提高成像的图像对比度，从而提高工作距离。

为实现上述目的，本发明的一种智能化透雾霾光学成像探测装置及其使用方法的具体技术方案如下：

一种智能化透雾霾光学成像探测装置，包括跟踪转台子系统，跟踪转台子系统上设置环境测量子系统、信息处理子系统、可见及红外成像子系统、图像处理子系统和图像显示子系统，环境测量子系统完成对环境能见度及光照的检测，信息处理子系统完成对环境信息的处理和对成像单元的选择，可见及红外成像子系统根据信息处理子系统的选择调整二维跟踪转台完成对物体的成像，图像处理子系统按照信息处理子系统的选择处理可见及红外成像子系统的图像，并传到图像显示子系统将图像显示出来；

环境测量子系统、信息处理子系统、可见及红外成像子系统、图像处理子系统、图像显示子系统依次电学连接；可见及红外成像子系统、图像处理子系统、图像显示子系统分别与跟踪转台子系统电学连接；

可见及红外成像子系统包括可见光成像单元Ⅰ、近红外成像单元Ⅱ和长波红外成像单元Ⅲ；可见光成像单元Ⅰ、近红外成像单元Ⅱ、长波红外成像单元Ⅲ光轴平行，且并联排列；

信息处理子系统根据环境测量子系统测量到的数据进行分析，选择可见及红外成像子系统的三个单元之一，并控制二维跟踪转台将选择的成像单元与物体之间对准；

图像处理子系统包括图像增强处理单元和偏振图像处理单元；可见光成像单元Ⅰ、近红外成像单元Ⅱ、长波红外成像单元Ⅲ三个成像单元获得的图像信息由图像处理子系统进行图像处理，将进行信息处理后的图像传给图像显示子系统。

进一步，可见光成像单元Ⅰ包括可见光滤光片、液晶相位延迟器Ⅰ、液晶相位延迟器Ⅱ和可见相机，同光轴且串联排列，光线依次经过可见光滤光片、液晶相位延迟器Ⅰ、液晶相位延迟器Ⅱ、可见相机后，在可见光成像单元Ⅰ上完成可见光强度成像与可见光偏振成像。

进一步，近红外成像单元Ⅱ包括近红外滤光片、液晶相位延迟器Ⅲ、液晶相位延迟器Ⅳ和近红外相机，同光轴且串联排列，光线依次经过近红外滤光片、液晶相位延迟器Ⅲ、液晶相位延迟器Ⅳ和近红外相机后，在近红外成像单元Ⅱ上完成近红外强度成像与近红外偏振成像。