The invention discloses an adaptive multi spectral polarization navigation sensor and its orientation method, including optical lens, lens seat, multi phase polarization module, CMOS image sensor, base and adaptive polarization information solution module. The optical lens is a long focal lens with small view angle, and improves the sensor in combination with multi phase polarization module. The integration degree of the CMOS image sensor is composed of a monochromatic light level photoreceptor chip and a microarray filter. As a polarization information acquisition module, the CMOS image sensor is integrated on a circuit board to form an adaptive polarization information collection and solution block on a circuit board, combining the data collected by the sensor and combining the data. The orientation algorithm of the invention provides navigation angle information for the integrated navigation system, and can be separated by the pixel channels corresponding to different spectra. The polarization information under different spectra can be solved respectively, and the shortcomings of the existing polarization navigation sensors are single and the environmental adaptability is poor. It has high precision, high integration and performance. The advantage of it.
【技术实现步骤摘要】
一种自适应多光谱偏振导航传感器及其定向方法
本专利技术涉及一种自适应多光谱偏振导航传感器及其定向方法,可以同时采集不同波段的偏振信息用于导航解算,可应用于偏振组合导航,提高导航系统的集成度和环境适应性。
技术介绍
在动物的定向和导航过程中,大多都会依赖一种或多种感官信息,可能是太阳或者星星的位置,地球的磁场或者气味等。其中,大气的偏振信息也是动物们可以利用的一种稳定的导航信息。很多昆虫都可以利用其实现觅食、归巢过程中的导航,近年来发现在脊椎动物中,也有一部分可以利用大气偏振信息作为导航信息,如一些鱼类,鸟类和蝙蝠等。在进一步地对生物进行行为学和解剖学实验的过程中发现,在不同环境中的生物利用的偏振光波段也不尽相同。譬如田野蟋蟀感受蓝光波段偏振光,鳃金龟感受绿光波段偏振光,沙蚁等感受紫外波段偏振光,蜣螂甚至可以利用月光偏振导航。于是人们从昆虫的复眼结构和功能出发,开始研制可以检测偏振光并解算导航信息的偏振检测传感器。本专利技术就是基于CMOS图像检测传感器技术和微透镜阵列技术,采集不同波段的偏振信息用于偏振组合导航系统。现有的仿生偏振传感器主要是基于沙蚁复眼神经元模型,将偏振光的光强信息转化为电信号从而进行解算。中国专利号为201010203062.4的导航传感器的微型偏振光检测装置利用卫星金属光栅作为检偏器件,在器件上小型化,提高了传感器精度。中国专利号为201610076299.8的基于偏振分光棱镜的两通道仿生偏振光导航仪及其方法中,提出了利用透镜改变光路,使光电探测器接收到的光线更纯净,同时利用分光棱镜减小正交误差。中国专利号为201610030055. ...
【技术保护点】
1.一种自适应多光谱偏振导航传感器,其特征在于:包括光学镜头(1)、镜头座(2)、多相位偏振模组、自适应偏振信息采集解算模块(4)和底座(5);光学镜头(1)和镜头座(2)为标准C接口,可以相互连接;镜头座(2)用螺丝通过第一螺丝口(3)与自适应偏振信息采集解算模块固定;自适应偏振信息采集解算模块用螺丝通过第二螺丝口(6)固定;光学镜头(1)为小视场角的长焦镜头,缩小传感器视角可以在一定程度上抑制环境杂光,抑制反射光和折射光的影响;根据偏振解算原理,至少需要3个不同相位的偏振片进行采集解算,以四相位偏振模组为例,令偏振化方向分别为0°,45°,90°,135°,即可通过四个方程求解偏振度和偏振方位角;自适应偏振信息采集解算模块包括CMOS图像传感器芯片、自适应偏振信息解算模块、天文年历查询模块和通讯接口,CMOS图像传感器芯片上面集成有微阵列滤光片,滤光波段包括紫外波段、蓝光波段、绿光波段和红光波段,通过对不同波段光谱通道分离,计算多光谱偏振信息;天文年历查询模块用于提供天文年历信息,计算标准太阳矢量;自适应偏振信息解算模块用于综合处理偏振数据和太阳信息;通讯接口便于接收控制信号并将解 ...
【技术特征摘要】
1.一种自适应多光谱偏振导航传感器,其特征在于:包括光学镜头(1)、镜头座(2)、多相位偏振模组、自适应偏振信息采集解算模块(4)和底座(5);光学镜头(1)和镜头座(2)为标准C接口,可以相互连接;镜头座(2)用螺丝通过第一螺丝口(3)与自适应偏振信息采集解算模块固定;自适应偏振信息采集解算模块用螺丝通过第二螺丝口(6)固定;光学镜头(1)为小视场角的长焦镜头,缩小传感器视角可以在一定程度上抑制环境杂光,抑制反射光和折射光的影响;根据偏振解算原理,至少需要3个不同相位的偏振片进行采集解算,以四相位偏振模组为例,令偏振化方向分别为0°,45°,90°,135°,即可通过四个方程求解偏振度和偏振方位角;自适应偏振信息采集解算模块包括CMOS图像传感器芯片、自适应偏振信息解算模块、天文年历查询模块和通讯接口,CMOS图像传感器芯片上面集成有微阵列滤光片,滤光波段包括紫外波段、蓝光波段、绿光波段和红光波段,通过对不同波段光谱通道分离,计算多光谱偏振信息;天文年历查询模块用于提供天文年历信息,计算标准太阳矢量;自适应偏振信息解算模块用于综合处理偏振数据和太阳信息;通讯接口便于接收控制信号并将解算数据传送给组合导航系统。2.根据权利要求1所述的自适应多光谱偏振导航传感器,其特征在于:在CMOS图像传感器芯片的中间,有一部分未覆盖偏振片和微阵列滤光片,这部分可以用来作为外界光强检测芯片。3.一种自适应多光谱偏振导航传感器的定向方法,利用权利要求1所述的自适应多光谱偏振导航传感器,其特征在于:该定向方法包括以下步骤:S1:对自适应多光谱偏振导航传感器进行光谱标定,利用传感器对不同波段光谱的响应,不同波段光谱包括紫外、蓝光、绿光和红光,标定出不同像素点对应滤镜的滤光波段,每个像素点的RAW数值分别记为...
【专利技术属性】
技术研发人员:郭雷,王岩,杨健,范白清,杨悦婷,
申请(专利权)人:北京航空航天大学,
类型:发明
国别省市:北京,11
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。