1 合肥工业大学计算机与信息学院,安徽 合肥 230601
2 安徽建筑大学电子与信息工程学院,安徽 合肥 230601
针对现有大气偏振模式理论模型单独考虑太阳或月亮的影响,无法充分描述晴朗天气下黎明和黄昏过渡期间天空偏振模式的问题,提出了一种曙暮光影响的大气偏振模式建模方法。该方法引入太阳和月亮的影响,以太阳和月亮位置求解的Stokes矢量为基础,同时考虑了实际天空中大气粒子多次散射的因素,对Stokes矢量优化;分析太阳和月亮对大气偏振模式的影响,确定了太阳和月亮的影响权重;利用偏振角表征大气偏振模式。结果表明,所提模型的仿真结果与实测偏振角具有相同的分布和变化特性,且保持着较高的相似度,能够有效地表征曙暮光影响的大气偏振模式。
大气偏振模式 曙暮光 Stokes矢量 偏振角 偏振光导航 激光与光电子学进展
2024, 61(5): 0501002
王佳佳 1,2,3提汝芳 1,3,*刘晓 1,3,4黄红莲 1,3,4孙晓兵 1,3,4
1 中国科学院合肥物质科学研究院安徽光学精密机械研究所, 安徽 合肥 230031
2 中国科学技术大学, 安徽 合肥 230036
3 中国科学院通用光学定标与表征技术重点实验室, 安徽 合肥 230031
4 合肥市农业行业首席专家工作室, 安徽 合肥 230031
强对流云团是气象领域重要的研究对象之一。利用大气气溶胶多角度偏振探测仪(DPC) 观测数据对强对流云团进行偏振辐射特性研究,为强对流云团识别提供多维信息。以强对流云团、台风云团和非降水云团为例,研究表明:强对流云团反射率高于非降水云团,且其反射率空间分布更均匀;在发展旺盛的强对流云团中大部分是冰晶粒子,只有边缘部分有液态水存在,而其他非降水云团的相态分布差异较大;在相近的照明和观测几何条件下,强对流云团偏振角空间分布的离散性大于非降水云团,且两者偏振角均值差异大;强对流云团的偏振角图像可以很好地表征其轮廓特征。
大气光学 偏振探测仪数据 强对流云团 偏振角 偏振辐射 纹理特征
1 天津职业技术师范大学 机械工程学院,天津 300222
2 天津大学 天津大学精密测试技术及仪器国家重点实验室,天津 300072
3 天津理工大学 电气电子工程学院,天津 300384
在基于视觉图像的位姿测量中,非线性位姿测量算法的全局收敛存在不确定性,测量结果取决于初值的选取,不能保证位姿测量的鲁棒性。线性位姿测量算法对图像处理的要求比较高,如果定位特征点图像坐标提取不够精确,会导致位姿测量精度降低。在自然光条件下,相机采集定位特征点图像,图像中高亮度区域的存在对定位特征点提取精度产生影响,进而使有效定位特征点数量减少,影响位姿测量精度。针对上述问题,文中提出了一种基于最佳偏振角的线性位姿测量方法:在相机镜头前加装线偏振片,根据Stokes矢量建立偏振片最佳偏振角度求解模型,在使用最佳偏振角度的前提下采集定位特征点图像,提取图像坐标;建立线性位姿求解模型,计算被测物体位姿。实验结果表明,该方法能够有效减少图像中的高亮度区域,改善成像质量,提高线性位姿测量精度,在−60°~+60°的测量范围内,角度测量误差小于±0.16°,在0~20 mm的测量范围内,位移测量误差小于±0.05 mm。
位姿测量 最佳偏振角 线性算法 Stokes矢量 pose measurement optimal polarization angle linear algorithm Stokes vector 红外与激光工程
2022, 51(3): 20210241
1 北京环境特性研究所光学辐射重点实验室, 北京 100854
2 东北师范大学地理科学学院, 吉林 长春 130024
对典型卫星表面材料进行了可见光偏振测试,基于测试数据完成了表面材料的可见光反射特性分析;推导分析了基于偏振双向反射分布函数的可见光反射偏振传输模型,并基于测试数据对模型的模拟计算精度进行了评价。结果表明:模型计算的反射偏振度与实测结果有较好的一致性,且在镜面反射情况下,典型卫星表面常用的主体包覆材料偏振度最小,但偏振角有最大值。即材质表面组成成份不同,其可见光反射偏振特性有较大差异。结合考虑目标表面的偏振特性更有助于区分目标的物质组成,研究成果可为改善典型卫星目标探测的有效性提供基础数据支撑。
可见光反射偏振特性 典型卫星表面材料 偏振双向反射分布函数 偏振度 偏振角 光学学报
2018, 38(10): 1026001
1 华中光电技术研究所—武汉光电国家研究中心, 湖北 武汉 430223
2 中国人民解放军92330部队, 山东 青岛 266000
在红外偏振成像中,由偏振片引起的冷反射现象较为严重,为了消除冷反射需要进行非均匀性校正,而非均匀性校正将影响偏振参数解算。从偏振参数解算方程出发,分析了冷反射的校正补偿对偏振解算参数的影响。设计了基于线栅式偏振片的偏振探测去冷反射的数据处理流程,提升了偏振参数的计算值与真值的接近程度,比较了基于多次校正获得的和基于单次校正的差分图像获得的偏振图像,获得了较为理想的红外偏振参数图像。
偏振 偏振度 偏振角 非均匀性校正 Stokes向量 冷反射 polarization degree of polarization angle of polarization NUC Stokes vector cold reflection
1 长春理工大学 电子信息工程学院,长春 130022
2 长春理工大学 空地激光通信国防重点学科实验室,长春 130022
实验用一种新的化学方法合成了a/b(横纵比)1.6的椭球形非球形粒子,且以这种粒子为介质,通过油雾机在烟雾箱里产生不同浓度的非球形粒子,在均匀条件下分别以不同波长的激光(532 nm,671 nm)为入射光,透过衰减片、偏振片和1/4波片,并以旋转偏振片的方式使入射光变为0°,45°和左旋偏振光。分别以波长,入射角,非球形介质体积浓度为变量,研究偏振度(DOP)、偏振角(AOP)和光强(I)的变化情况,得到了偏振传输特性的变化规律以及保偏性能的优劣,对非球形介质的偏振传输特性的研究提供了数据和理论支持。
非球形介质 偏振传输特性 椭球形 偏振度 偏振角 光强 non-spherical polarization transmission characteristics ellipsoid degree of polarization polarization angle intensity