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申请/专利权人：合肥工业大学

摘要：本发明提供一种天空偏振模式信息获取方法、装置、电子设备和存储介质，以各图像中目标区域的偏振光强度作为已知参数，或以各图像中目标区域的偏振光强度，以及各图像对应的偏振片转动角度和各图像中目标区域的偏振参数中的任一种作为已知参数，对偏振信息模型进行求解，得到各图像对应的最优偏振片转动角度和各图像中目标区域的最优偏振参数，并基于各图像对应的最优偏振片转动角度和各图像中目标区域的最优偏振参数，确定天空偏振模式信息，从而避免了在实测过程中由于转动偏振片不精准所产生的误差，提高了天空偏振模式信息获取的精度，为偏振光导航提供更加可靠的偏振信息数据。

主权项：1.一种天空偏振模式信息获取方法，其特征在于，包括：采集表征天空偏振模式信息的多个图像，并获取各图像中目标区域的偏振光强度；所述各图像对应的偏振片转动角度不同；以各图像中目标区域的偏振光强度作为已知参数，或以各图像中目标区域的偏振光强度、以及各图像对应的偏振片转动角度和各图像中目标区域的偏振参数的两者中一种作为已知参数，对偏振信息模型进行求解，得到各图像对应的最优偏振片转动角度和各图像中目标区域的最优偏振参数，所述偏振信息模型表示各图像中目标区域的偏振光强度、各图像对应的偏振片转动角度和各图像中目标区域的偏振参数之间的关系；基于各图像对应的最优偏振片转动角度和各图像中目标区域的最优偏振参数，确定天空偏振模式信息；所述天空偏振模式信息包括各图像的偏振度和各图像的偏振角；所述偏振信息模型是基于如下步骤构建的：基于各图像中目标区域各点的偏振光强度、各图像中目标区域各点对应的偏振片转动角度、各图像中目标区域各点对应的无偏光强、各图像中目标区域各点第一方向上的线偏振光光强差以及各图像中目标区域各点第二方向上的线偏振光光强差，采用Stokes矢量表示法，构建各图像的初始偏振信息模型；所述第一方向与第二方向正交；以各图像中目标区域各点的偏振光强度、各图像中目标区域各点对应的偏振度以及各图像中目标区域各点对应的偏振角表示各图像中目标区域各点第一方向上的线偏振光光强差，得到第一表达式；以各图像中目标区域各点的偏振光强度、各图像中目标区域各点对应的偏振度以及各图像中目标区域各点对应的偏振角表示各图像中目标区域各点第二方向上的线偏振光光强差，得到第二表达式；将所述第一表达式和所述第二表达式代入各图像的初始偏振信息模型后，融合各图像的初始偏振信息模型，得到所述偏振信息模型；所述偏振信息模型为：C＝HA；其中，表示第n张图像中目标区域各点的偏振光强度，In表示第n张图像中目标区域各点的无偏光强，dn表示第n张图像中目标区域各点的偏振度，表示第n张图像中目标区域各点的偏振角，θn表示第n张图像中目标区域各点的偏振片转动角度，C表示多帧图像中目标区域的偏振光强度，H表示偏振片转动角度的系数矩阵，A表示偏振参数；所述以各图像中目标区域的偏振光强度，以及各图像对应的偏振片转动角度作为已知参数，对所述偏振信息模型进行求解，得到各图像对应的最优偏振片转动角度和各图像中目标区域的最优偏振参数，包括：以各图像中目标区域的偏振光强度，以及各图像对应的偏振片转动角度作为已知参数，采用第一模型对各图像中目标区域的偏振参数进行最小二乘法估计，得到各图像中目标区域的偏振参数对应的第一列向量，并基于各所述第一列向量确定各图像中目标区域的最优偏振参数；所述第一模型为： 其中，表示所述第一列向量，0h表示零矩阵；所述以各图像中目标区域的偏振光强度，以及各图像中目标区域的偏振参数作为已知参数，对所述偏振信息模型进行求解，得到各图像对应的最优偏振片转动角度和各图像中目标区域的最优偏振参数，包括：以各图像中目标区域的偏振光强度，以及各图像中目标区域的偏振参数作为已知参数，采用第二模型对各图像对应的偏振片转动角度进行最小二乘法估计，得到各图像对应的偏振片转动角度对应的第二列向量，并基于各所述第二列向量确定各图像对应的最优偏振片转动角度；所述第二模型为： 其中，表示所述第二列向量，0a表示维数为的零矩阵，其中，表示的裁剪后的矩阵，为的列向量，所述以各图像中目标区域的偏振光强度作为已知参数，对所述偏振信息模型进行求解，得到各图像对应的最优偏振片转动角度和各图像中目标区域的最优偏振参数，包括：偏振片转动角度确定步骤：基于偏振装置确定各图像对应的偏振片转动角度；偏振参数估计步骤：采用所述第一模型对各图像中目标区域的偏振参数进行最小二乘法估计，得到各图像中目标区域的偏振参数对应的第一列向量，并基于各所述第一列向量确定各图像中目标区域的偏振参数；偏振片转动角度估计步骤：以各图像中目标区域的偏振光强度，以及各图像中目标区域的偏振参数作为已知参数，采用第二模型对各图像对应的偏振片转动角度进行最小二乘法估计，得到各图像对应的偏振片转动角度对应的第二列向量，并基于各所述第二列向量确定各图像对应的偏振片转动角度；误差成本确定步骤：基于各图像中目标区域的偏振参数以及各图像对应的偏振片转动角度，采用最小均方误差成本函数，确定误差成本；迭代步骤：循环执行所述偏振参数估计步骤、所述偏振片转动角度估计步骤和所述误差成本确定步骤，直至所述误差成本达到预设值，并将对应的各图像中目标区域的偏振参数作为最优偏振参数，以及各图像对应的偏振片转动角度作为最优偏振片转动角度。

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权利要求：

百度查询： 合肥工业大学 天空偏振模式信息获取方法、装置、电子设备和存储介质