主权项 |
一种基于可见光偏振成像的实时非接触水面波纹测量方法,其特征在于,具体实施步骤如下:步骤一、利用偏振成像系统获取水面反射光的多偏振态图像,根据多偏振态图像计算反射光的偏振度DOLP和偏振方位角Ψ;步骤二、利用偏振度DOLP,结合菲涅尔定律计算出入射至水面光线的入射角θi;步骤三、基于偏振方位角Ψ和入射角θi,计算水面微面元的法向量nW;该步骤的具体过程为:(1)以偏振成像系统的光学主点为坐标原点O,以偏振成像系统中CCD的行方向和列方向分别为X轴和Y轴,并以光轴方向为Z轴,建立偏振成像系统坐标系O‑XYZ;设定入射光线由水面微面元进行反射;定义入射光和反射光所在平面为反射面,且入射光线与反射光线在水面微面元上的交点为A;定义反射光线与偏振成像系统上像面的交点为D,定义反射面与像面的交线与像面下边界线的交点为B;(2)计算直线AO的方向向量nAO,基于偏振方位角Ψ计算直线BD的方向向量nBD,然后根据nAO和nBD计算反射面的法向量nR;(3)根据入射角θi、直线AO的方向向量nAO、反射面的法向量nR和入射光的方向向量ni,计算出水面微面元的法向量nW;步骤四、根据步骤三计算的水面微面元的法向量nW求解水面波纹坡度,实现水面波纹非接触实时测量。 |