條紋管激光雷達(dá)偏振成像實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、偏振成像探測(cè)技術(shù)是目前被廣泛研究的一種探測(cè)技術(shù)，由于該技術(shù)能夠提供被探測(cè)目標(biāo)新的信息，使得它對(duì)目標(biāo)具有獨(dú)特的檢測(cè)和識(shí)別能力，該技術(shù)在遙感、地質(zhì)勘探、材料分析、海洋監(jiān)測(cè)和醫(yī)學(xué)診斷等領(lǐng)域具有良好的應(yīng)用價(jià)值。本文將偏振探測(cè)技術(shù)應(yīng)用到條紋管激光雷達(dá)系統(tǒng)中，設(shè)計(jì)了以條紋管為探測(cè)器的偏振成像系統(tǒng)，該系統(tǒng)相對(duì)其它的偏振探測(cè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單易實(shí)施，并提高了條紋管激光成像系統(tǒng)對(duì)復(fù)雜背景下目標(biāo)的探測(cè)概率。
　　首先，本文設(shè)計(jì)并建立了條紋管激光雷達(dá)偏振成像

2、實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。根據(jù)目標(biāo)偏振度的計(jì)算式，推導(dǎo)了當(dāng)發(fā)射激光為橢圓、圓、線偏振光時(shí)，偏振系統(tǒng)中各偏振元件的具體方位角。由理論計(jì)算，建立了條紋管激光雷達(dá)偏振成像實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，在單脈沖一次測(cè)量下，條紋管探測(cè)器可接收到由wollaston棱鏡分開的兩束偏振光，形成兩條紋像，從而同時(shí)得到目標(biāo)的強(qiáng)度像和偏振度圖像，且成像時(shí)不需要移動(dòng)任何光學(xué)元件。
　　其次，在實(shí)驗(yàn)上研究了目標(biāo)的偏振散射特性，即目標(biāo)的偏振度，并驗(yàn)證了本文所建立的偏振成像系統(tǒng)良好的探測(cè)性能。

3、測(cè)量了室內(nèi)不同類型目標(biāo)在三種偏振態(tài)激光探測(cè)下的偏振度，對(duì)比分析表明，不同目標(biāo)間的偏振度有明顯的差異，這說明可以利用偏振度來對(duì)目標(biāo)檢測(cè)和辨別，其中線偏振光探測(cè)時(shí)效果最佳；且發(fā)現(xiàn)目標(biāo)的強(qiáng)度與偏振度近似成反比關(guān)系，偏振度是對(duì)強(qiáng)度的一種很好補(bǔ)充，多目標(biāo)的成像實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了這一點(diǎn)。為了進(jìn)一步驗(yàn)證系統(tǒng)的探測(cè)能力，對(duì)隱藏目標(biāo)以及室外樓宇進(jìn)行了偏振掃描成像實(shí)驗(yàn)，結(jié)果顯示偏振度圖像具有更高的對(duì)比度，有效地從復(fù)雜背景中檢測(cè)出了感興趣的目標(biāo)，能夠探測(cè)出強(qiáng)度圖

4、像無法探測(cè)出的目標(biāo)，提高了對(duì)隱蔽目標(biāo)以及低反射率目標(biāo)的探測(cè)概率。
　　最后，分析了偏振成像系統(tǒng)中多種因素引起的偏振度計(jì)算誤差，包括偏振元件、圖像處理等因素。計(jì)算結(jié)果表明，在線偏振光探測(cè)下，它們產(chǎn)生的偏振度誤差不超過±0.03，說明了實(shí)驗(yàn)所得數(shù)據(jù)較準(zhǔn)確，偏振成像系統(tǒng)的可靠性較好。
　　本文所建立的條紋管激光雷達(dá)偏振成像系統(tǒng)，提高了對(duì)目標(biāo)的探測(cè)概率，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)更精確的探測(cè)，這在目標(biāo)檢測(cè)和識(shí)別以及雷達(dá)遙感等方面具有很高的實(shí)際應(yīng)