仿生偏振光导航传感器非均性误差标定方法、装置及设备

专利2026-07-15  2


本发明属于仿生偏振光导航,尤其是一种仿生偏振光导航传感器非均性误差标定方法、装置及设备。


背景技术:

1、偏振成像是一项新兴技术,与传统成像相比,偏振成像不仅可以记录场景的光强信息,还可以记录第三维偏振信息。偏振在图像去雾,导航,遥感,生物医学成像等领域有着越来越来越多的应用。同时偏振传感器对偏振信息测量的准确性更是得到了广泛的关注。

2、针对偏振信息测量的准确性和稳健性,目前提出的一些误差校正方法包括:

3、(1)基于偏振相机的误差校正方法,选择超像素中的一个像素为参考单元,然后计算其余三个像素的增益和偏置系数,实现了超像素中的响应一致。

4、(2)以积分球的输入光强为约束,提出了单像素标定和超像素标定方法,但是单像素的增益不能标定输入光强的所有像素值,超像素标定方法通过计算超像素的分析矩阵及其伪逆来实现标定,更符合实际的光强响应。

5、(3)将平均分析矩阵作为理想的分析矩阵来求解校正矩阵和偏差向量,减少了非均匀性误差。

6、(4)为了减少对输入光强的依赖性,提出了一种基于单像素的校正方法,该方法不需要输入光强,且不要求输入光是均匀的。

7、(5)通过曲线拟合的方式对偏振传感器的非均匀性进行了标定,得到了更加准确的偏振度值。

8、以上方法虽然从不同的方面,实现了误差校正,但是上述方法均没有进一步分析纳米光栅耦合不一致误差给偏振信息计算带来的负面影响,因此测量精度还有待进一步改善。


技术实现思路

1、针对现有技术存在的技术问题,本发明提供一种新的仿生偏振光导航传感器非均性误差标定方法、装置及设备,能够有效的补偿了辐照非均匀性误差和纳米光栅耦合不一致误差,能够有效改善仿生偏振光导航传感器的转动角度误差问题,提高了仿生偏振光导航传感器的测量精度,具有重要的研究意义。

2、为了解决上述问题,本发明的技术方案如下:

3、一方面,本发明提供一种仿生偏振光导航传感器非均匀性误差标定方法,包括:

4、构建仿生偏振光导航传感器总体误差模型,其中仿生偏振光导航传感器总体误差模型包括偏振传感器感光系数的非均匀性误差模型和偏振片耦合不一致误差模型,偏振传感器感光系数的非均匀性误差包括感光系数非均匀性误差和偏置系数非均匀性误差,偏振片耦合不一致误差包括偏振片非均匀性误差和偏振片安装角误差;

5、通过对偏振测量单元中各超像素响应光强曲线进行拟合,得到感光系数非均匀性误差标定参数和偏置系数非均匀性误差标定参数;

6、将感光系数非均匀性误差标定参数和偏置系数非均匀性误差标定参数带入偏振传感器感光系数的非均匀性误差模型,得到感光系数非均匀性误差和偏置系数非均匀性误差补偿后的标定响应光强;

7、对偏振片非均匀性误差和偏振片安装角误差进行标定,确定偏振片非均匀性误差标定参数和偏振片安装角误差标定参数;

8、将感光系数非均匀性误差标定参数、偏置系数非均匀性误差标定参数、偏振片非均匀性误差标定参数和偏振片安装角误差标定参数代入仿生偏振光导航传感器总体误差模型中,得到仿生偏振光导航传感器偏振测量单元中各超像素总体误差补偿后的标定响应光强。

9、一方面,提供一种仿生偏振光导航传感器非均性误差标定装置,包括:

10、第一模块,用于构建仿生偏振光导航传感器总体误差模型,其中仿生偏振光导航传感器总体误差模型包括偏振传感器感光系数的非均匀性误差模型和偏振片耦合不一致误差模型,偏振传感器感光系数的非均匀性误差包括感光系数非均匀性误差和偏置系数非均匀性误差,偏振片耦合不一致误差包括偏振片非均匀性误差和偏振片安装角误差;

11、第二模块,用于通过对偏振测量单元中各超像素响应光强曲线进行拟合,得到感光系数非均匀性误差标定参数和偏置系数非均匀性误差标定参数;

12、第三模块,用于将感光系数非均匀性误差标定参数和偏置系数非均匀性误差标定参数带入偏振传感器感光系数的非均匀性误差模型,得到感光系数非均匀性误差和偏置系数非均匀性误差补偿后的标定响应光强;

13、第四模块,用于对偏振片非均匀性误差和偏振片安装角误差进行标定,确定偏振片非均匀性误差标定参数和偏振片安装角误差标定参数;

14、第五模块,用于将感光系数非均匀性误差标定参数、偏置系数非均匀性误差标定参数、偏振片非均匀性误差标定参数和偏振片安装角误差标定参数代入仿生偏振光导航传感器总体误差模型中,得到仿生偏振光导航传感器偏振测量单元中各超像素总体误差补偿后的标定响应光强。

15、另一方面,提供一种计算机设备,包括存储器和处理器,所述存储器存储有计算机程序,所述处理器执行所述计算机程序时实现上述仿生偏振光导航传感器非均性误差标定方法的步骤。

16、另一方面,提供一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时实现上述仿生偏振光导航传感器非均性误差标定方法的步骤。

17、另一方面,本发明提供一种计算机程序产品,所述计算机程序产品存储在计算机可读存储介质上,并且包括计算机指令,所述计算机指令在由处理器运行时使得计算机设备实现上述仿生偏振光导航传感器非均性误差标定方法的步骤。

18、与现有技术相比,本发明的技术效果如下:

19、本发明通过对偏振测量单元中各超像素响应光强曲线进行拟合,得到感光系数非均匀性误差标定参数和偏置系数非均匀性误差标定参数,如此不用依赖于输入光的光强,避免了输入光强和图像灰度值之间的不一致性,解决了仿生偏振光导航传感器的辐照非均匀性误差难题。

20、本发明所采用的纳米光栅耦合不一致误差标定方法,解决了纳米光栅耦合不一致误差难题。

21、通过本发明的标定方法校准的仿生偏振光导航传感器可以有效提升场景偏振信息测量的准确性,进一步提升仿生偏振光导航精度。



技术特征:

1.仿生偏振光导航传感器非均性误差标定方法,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的仿生偏振光导航传感器非均性误差标定方法,其特征在于,构建的仿生偏振光导航传感器总体误差模型如下:

3.根据权利要求2所述的仿生偏振光导航传感器非均性误差标定方法,其特征在于,通过对偏振测量单元中各超像素响应光强曲线进行拟合,得到感光系数非均匀性误差标定参数和偏置系数非均匀性误差标定参数包括:

4.根据权利要求3所述的仿生偏振光导航传感器非均性误差标定方法,其特征在于,构建的目标拟合函数,如下:

5.根据权利要求3所述的仿生偏振光导航传感器非均性误差标定方法,其特征在于,对偏振片非均匀性误差和偏振片安装角误差进行标定,确定偏振片非均匀性误差标定参数和偏振片安装角误差标定参数,包括:

6.仿生偏振光导航传感器非均性误差标定装置,其特征在于,包括:

7.根据权利要求6所述的仿生偏振光导航传感器非均性误差标定装置,其特征在于:构建的仿生偏振光导航传感器总体误差模型如下:

8.根据权利要求7所述的仿生偏振光导航传感器非均性误差标定装置,其特征在于:第二模块,包括:

9.一种计算机设备,包括存储器和处理器,所述存储器存储有计算机程序,其特征在于,所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1所述仿生偏振光导航传感器非均性误差标定方法的步骤。

10.一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,其特征在于,所述计算机程序被处理器执行时实现上述仿生偏振光导航传感器非均性误差标定方法的步骤。


技术总结
本发明公开了一种仿生偏振光导航传感器非均性误差标定方法、装置及设备,包括构建仿生偏振光导航传感器总体误差模型,仿生偏振光导航传感器总体误差模型包括偏振传感器感光系数的非均匀性误差模型和偏振片耦合不一致误差模型;通过对感光系数非均匀性误差、偏置系数非均匀性误差、偏振片非均匀性误差和偏振片安装角误差进行标定,获取仿生偏振光导航传感器偏振测量单元中各超像素总体误差补偿后的标定响应光强。通过本发明的标定方法校准的仿生偏振光导航传感器可以有效提升场景偏振信息测量的准确性,进一步提升仿生偏振光导航精度。

技术研发人员:范晨,马铜伟,张礼廉,何晓峰,陈云龙,滕连伟,周文舟,黄骁琳
受保护的技术使用者:中国人民解放军国防科技大学
技术研发日:
技术公布日:2024/6/26
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