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申请/专利权人：长春理工大学

摘要：本发明属于海面耀光模拟技术领域，具体涉及一种基于Mueller矩阵的海面耀光室内模拟装置及其使用方法。首先调整主动照明装置和分焦平面偏振相机的相对方位角为海面耀光常出现的角度；其次将采集的偏振图像进行偏振图像分解并计算Mueller矩阵图像，再计算目标与背景的退偏特性；之后采集不同相对方位角下不同照明和探测角度的退偏特性数据，建立退偏特性差异数据库；最后，选取目标与背景的退偏特性数据差异最大值对应的探测角度作为优选的探测角度，将对应的退偏图像作为海面耀光抑制图像。本发明用以解决现有技术中使用传统海面目标探测装置无法获得目标与海面耀光背景偏振特性差异最大的探测角度而导致的目标识别困难的问题。

主权项：1.一种基于Mueller矩阵的海面耀光室内模拟装置，其特征在于，所述海面耀光室内模拟装置包括海面耀光室内模拟装置1、海面耀光室内模拟控制系统2；所述海面耀光室内模拟装置1用于模拟不同风速和风向环境下的海面耀光；所述海面耀光室内模拟控制系统2用于控制海面耀光室内模拟装置1进行海面耀光模拟实验和输出海面耀光抑制后的图像；一种基于Mueller矩阵的海面耀光室内模拟装置，所述海面耀光室内模拟装置1包括主动照明装置10、分焦平面偏振相机11、照明方位角调整滑轮12、探测方位角调整滑轮13、半圆形照明角度调整支臂14、半圆形探测角度调整支臂15、可调照明角度固定卡槽16、可调探测角度固定卡槽17、多功能吹风机18、海面目标固定装置19；所述主动照明装置10用于模拟太阳光，进行主动无偏振照明和偏振照明的工作；所述分焦平面偏振相机11用于采集无偏振照明和偏振照明下的偏振图像；所述照明方位角调整滑轮12和探测方位角调整滑轮13用于调整主动照明装置10和分焦平面偏振相机11的方位角，方位角调整区间为0°-360°，测试时每间隔10°进行一次调整；所述半圆形照明角度调整支臂14和可调照明角度固定卡槽16用于支撑和固定主动照明装置10，照明角度调整区间为10°-90°，测试时每间隔10°进行一次调整；所述半圆形探测角度调整支臂15和可调探测角度固定卡槽17用于支撑和固定分焦平面偏振相机11，探测角度调整区间为10°-90°，测试时每间隔10°进行一次调整；所述多功能吹风机18用于模拟不同风速、不同风向的海风；所述海面目标固定装置19用于固定海面目标在海水池中的位置，保证在采集过程中不发生相对位置的变化；一种基于Mueller矩阵的海面耀光室内模拟装置，所述主动照明装置10包括光学窗口101、扩束镜组102、偏振片103、光强衰减片104、LED高功率照明光源105；所述光学窗口101用于传递海面耀光的信号；所述扩束镜组102用于放大照明光束的照明范围，实现海面上大范围的照明；所述偏振片103用于调整主动照明装置10的照明偏振方向，常用的偏振方向为0°、45°、90°和135°；所述光强衰减片104用于衰减LED高功率照明光源105的光强值，根据实际需求调整主动照明装置10的照明光强度；所述LED高功率照明光源105用于主动照明，与扩束镜组102进行搭配可实现海面上大范围的照明；一种基于Mueller矩阵的海面耀光室内模拟装置，所述海面耀光室内模拟控制系统2包括偏振图像分解模块20、Mueller矩阵图像计算模块21、退偏特性计算模块22、海面耀光抑制图像显示模块23、照明角度控制模块24、探测角度控制模块25；所述偏振图像分解模块20用于将分焦平面偏振相机11采集的偏振图像进行偏振分解，得到0°、45°、90°和135°图像；所述Mueller矩阵图像计算模块21用于将不同偏振照明下获得的偏振图像进行Mueller矩阵图像计算，得到Mueller矩阵图像；所述退偏特性计算模块22通过对Mueller矩阵图像进行计算，得到退偏图像，可以获得目标与背景不同的退偏特性数据；所述海面耀光抑制图像显示模块23用于给出优选的探测角度以及显示最终的海面耀光抑制图像；所述照明角度控制模块24用于控制和调整主动照明装置10的照明方位角角度，以及控制可调照明角度固定卡槽16来调整主动照明装置10的照明角度；所述探测角度控制模块25用于控制和调整分焦平面偏振相机11的探测方位角角度，以及控制可调探测角度固定卡槽17来调整分焦平面偏振相机11的探测角度；所述使用方法具体包括以下步骤：步骤1：在海面耀光室内模拟装置1注入海水，将待测目标通过海面目标固定装置19固定在海面上，并通过多功能吹风机18模拟不同风速和风向的海风；步骤2：通过海面耀光室内模拟控制系统2中照明角度控制模块24和探测角度控制模块25控制和调整照明方位角调整滑轮12和探测方位角调整滑轮13的位置，使得主动照明装置10和分焦平面偏振相机11的相对方位角为150°；步骤3：将主动照明装置10通过可调照明角度固定卡槽16固定在半圆形照明角度调整支臂14上，可调照明角度固定卡槽16固定的照明角度调整为10°，另外将分焦平面偏振相机11通过可调探测角度固定卡槽17固定在半圆形探测角度调整支臂15上，可调探测角度固定卡槽17固定的探测角度调整为10°；步骤4：通过主动照明装置10进行不同偏振态的照明，并通过分焦平面偏振相机11进行偏振成像，再通过偏振图像分解模块21进行偏振图像分解，然后通过Mueller矩阵图像计算模块22计算Mueller矩阵图像，最后通过退偏特性计算模块23对目标与背景的退偏特性进行计算；步骤5：基于步骤3和4，探测角度控制模块25将分焦平面偏振相机11在可调探测角度固定卡槽17固定的探测角度分别调整为20°、30°、40°、50°、60°、70°、80°、90°，每调整一次探测角度，通过步骤4计算一次目标与背景的退偏特性；步骤6：基于步骤3-5，将主动照明装置10在可调照明角度固定卡槽16固定的照明角度分别调整为20°、30°、40°、50°、60°、70°、80°、90°，每调整一次照明角度，便将分焦平面偏振相机11在可调探测角度固定卡槽17固定的探测角度相应调整为10°、20°、30°、40°、50°、60°、70°、80°、90°，并通过步骤4计算一组目标与背景的退偏特性，即照明角度调整一次，探测角度相应调整9次，共计进行81次照明角度和探测角度的调整，得到81组不同照明角度和探测角度对应的目标与背景的退偏特性数据；步骤7：基于步骤2，分别调整主动照明装置10和分焦平面偏振相机11的相对方位角为160°、170°、180°、190°、200°、210°、220°，每调整一次相对方位角，重复步骤3-6，共计进行648次照明角度和探测角度的调整，得到648组不同照明角度和探测角度对应的目标与背景的退偏特性数据；步骤8：建立648组不同照明角度和探测角度对应的目标与背景的退偏特性差异数据库，根据实际需求中太阳入射角的真实值，选取目标与背景的退偏特性数据差异最大值对应的探测角度作为优选的探测角度，并将相对应的退偏图像在海面耀光抑制图像显示模块23进行输出。

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