为了弥补传统分时型长波红外偏振成像系统不能实时探测的不足, 本文通过采用超高速高定位精度旋转轮, 在分时型红外偏振成像装置的基础上, 实现了准实时动态高温目标偏振度图像的探测。采用超高速高定位精度旋转轮, 快速带动偏振片旋转, 改变了目标信息的偏振态, 红外相机同步采集图像数据, 每4幅不同角度的光强图, 解算出偏振度图, 循环此过程, 得到运动目标偏振度视频数据, 使装置能够实现运动物体的偏振探测。利用软件控制整个装置成像过程, 由于实验所用红外相机帧频的限制, 所以整个装置实现了15帧/s的目标偏振度探测, 得出目标偏振度变化曲线, 以及强度图与偏振度图的融合结果。本文研究的基于高速旋转轮的分时型长波红外偏振成像, 在具有传统装置优点的基础上, 可以实现探测15帧/s的动态高温运动目标的偏振度图像。该装置在未来的火场救援、燃烧诊断和高温目标的精细成像等领域, 具备潜在应用价值。

基于高灵敏度的中波和长波制冷焦平面探测器, 搭建了红外偏振成像系统, 针对特定场景中的典型目标, 开展了红外偏振试验,获得了有效的试验数据, 并对图像进行了定性分析和定量评价。对比研究表明: 长波红外偏振成像易受水汽干扰, 但图像的平均灰度和平均梯度指标高; 中波红外偏振成像抗云干扰和观测人工防伪网能力强, 图像标准方差比较高。根据中长波红外偏振成像的特性, 在实际应用中可以按需要进行波段选择。