一种用于探测低空慢速小目标的偏振探测装置制造方法及图纸

本发明专利技术实施例公开了一种用于探测低空慢速小目标的偏振探测装置。该偏振探测装置包括用于形成光通路并生成偏振图像的光学系统，用于检测经过光学系统的光的探测器，与光学系统配合且用于控制探测器在预设时间点曝光的曝光控制系统，用于处理偏振图像以获得偏振度及偏振角图像的图像处理器和用于支撑和连接所述光学系统和曝光控制系统的机械支撑系统。本发明专利技术实施例用于探测低空慢速小目标的偏振探测装置具有探测范围大、分辨率高、信噪比高、准实时的优点。

【技术实现步骤摘要】
一种用于探测低空慢速小目标的偏振探测装置
本专利技术涉及偏振成像的
，具体涉及一种用于探测低空慢速小目标的的偏振探测装置。
技术介绍
随着低空领域的民用航天器的大量增加，急需研制开发针对低空慢速小目标的预警探测系统，以完善低空空域的监管技术手段。低空慢速小目标是指具有低空超低空飞行(飞行高度在1000m以下)、飞行速度慢(飞行速度小于200km/h)、不易被雷达发现(反射面积小于2m2)等特征的小型航空器和空飘物。低空慢速小目标探测的难点在于：由于低空慢速小目标飞行高度较低，导致其周围的杂波回波更强；低空慢速小目标飞行速度慢，使得目标回波和杂波信号在多普勒频率上十分接近，导致不论从时域还是频域都很难对目标进行有效检测；而且，在实际环境中，低空慢速小目标的有效反射截面积往往很小。目前，常用的雷达监视方式由于存在低空探测盲区大、对小目标探测回波弱等缺点，且大视场光学扫描技术存在易受背景干扰，信噪比不足等缺点，对低空慢速小目标的预警探测效果不理想。偏振成像方式可以探测不同材质、表面粗糙度等目标物的反射、自发辐射的偏振信息，能够有效地降低杂乱背景的影响，提高目标与背景的对比度，适合用于低空慢速小目标的探测。目前，实时偏振成像探测技术包括分振幅、分孔径、分焦面三种主要工作方式。分振幅系统结构复杂、体积大，分孔径系统能量利用率低，分焦面系统的视场角小，所以传统的实时偏振探测技术无法直接应用于低空慢速小目标的预警监视探测。因此，针对现有的低空慢速小目标探测所存在的问题，有必要提供一种具有探测范围大、分辨率高、信噪比高、准实时的用于探测低空慢速小目标的偏振探测装置。
技术实现思路
针对现有的雷达探测装置探测低空慢速小目标效果不理想，现有的偏振探测装置无法直接适用于低空慢速小目标探测的问题，本专利技术实施例提出一种用于探测低空慢速小目标的偏振探测装置。本专利技术实施例所提出的用于探测低空慢速小目标的偏振探测装置采用偏振成像方式对低空慢速小目标进行探测，具有探测范围大、分辨率高、信噪比高且实时性好的优点。该用于探测低空慢速小目标的偏振探测装置的具体方案如下：一种用于探测低空慢速小目标的偏振探测装置，包括：光学系统，用于形成光通路并生成偏振图像；探测器，用于检测经过所述光学系统的光；曝光控制系统，与所述光学系统配合，用于控制所述探测器在预设时间点曝光；图像处理器，用于处理所述偏振图像以获得偏振度及偏振角图像；机械支撑系统，用于支撑和连接所述光学系统和曝光控制系统。优选地，所述光学系统包括依次设置的前镜组、扫描模块和后镜组。优选地，所述前镜组包括多个通道，每个通道内包括一组视场偏移棱镜和一个线偏振片。优选地，所述多个通道为均匀分布在机械盘圆周上的九个通道，所述九个通道均分成三组通道，每组通道内的视场偏移棱镜相同，每组通道内的线偏振片的起偏方向不同。优选地，所述每组通道内的线偏振片的起偏方向分别与水平方向的夹角为0°、60°和120°。优选地，所述扫描模块包括扫描镜组和扫描转台，所述扫描镜组与所述扫描转台固定连接。优选地，所述扫描镜组包括第一反射镜和第二反射镜，所述第一反射镜和第二反射镜的光轴与所述后镜组的光轴的夹角成45度。优选地，所述曝光控制系统包括九个感应器和一个光电开关，所述九个感应器均匀布置在所述扫描转台的周边。优选地，所述机械支撑系统包括用于固定前镜组的机械盘以及与所述机械盘连接的底板。优选地，所述图像处理器根据不同偏度的偏振图像解算出偏振度及偏振角图像，再将不同视场方向的偏振度及偏振角图像进行拼接，从而合成最终偏振图像。从以上技术方案可以看出，本专利技术实施例具有以下优点：本专利技术实施例提供一种用于探测低空慢速小目标的偏振探测装置，该偏振探测装置采用偏振方式，有效地降低了复杂背景对探测精度的影响，提高了目标与背景的对比度，有效地提高了装置的探测能力。进一步地，本专利技术实施例所提供的偏振探测装置采用旋转式扫描镜结合视场偏移棱镜的方法，用时间换空间，先获得不同视场区域的图像再进行拼接，扩大了同样体积条件下探测装置的探测视场。进一步地，本专利技术实施例所提供的偏振探测装置根据低空慢速小目标的运动速度低的特点，采用高速旋转的扫描镜依次经过带有0°、60°、120°偏振方向的前镜组曝光，可获得三个起偏角度下的偏振图像，只需控制好扫描速度与探测器的曝光时间，方便且有效地保证装置的实时探测精度。附图说明图1为本专利技术实施例中提供的一种用于探测低空慢速小目标的偏振探测装置的结构示意图；图2为图1所示实施例中光学系统的光路通道示意图。附图中标号说明：100、偏振探测装置1、机械盘2、通道3、第一反射镜4、第二反射镜5、感应器6、扫描转台7、光电开关8、后成像镜组9、探测器10、底板11、视场偏移棱镜14、后成像第一透镜15、后成像第二透镜16、后成像第三透镜17、后成像第四透镜18、后成像第五透镜19、后成像第六透镜20、后成像第七透镜21、探测器窗口22、滤光片具体实施方式为了使本
的人员更好地理解本专利技术方案，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本专利技术保护的范围。本专利技术的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的实施例能够以除了在这里图示或描述的内容以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。如图1所示，本专利技术实施例中提供的一种用于探测低空慢速小目标的偏振探测装置的结构示意图。该用于探测低空慢速小目标的偏振探测装置100包括：用于形成光通路并生成偏振图像的光学系统，用于检测经过光学系统的光的探测器9，与光学系统配合且用于控制探测器9在预设时间点曝光的曝光控制系统，用于处理偏振图像以获得偏振度及偏振角图像的图像处理器(图中未示出)，用于支撑和连接所述光学系统和曝光控制系统的机械支撑系统。此处“连接”不仅包括机械上的直接连接，还包括控制过程中通过机械支撑系统使得光学系统和曝光控制系统形成控制条件的连接关系。参照图1和图2所示，在该实施例中，光学系统包括依次设置的前镜组、扫描模块和后镜组。前镜组包括多个通道2，每个通道2内包括一组视场偏移棱镜11和一个线偏振片(图中未示出)。如图2所示，每组视场偏移棱镜11包括具有一定夹角的双光楔，起到偏移光轴的作用。优选地，如图1所示，多个通道为均匀分布在机械盘1圆周上的九个通道2，九个通道均分成三组通道。三个通道为一组，每组通道对应同一个视场方向。每组通道内的视场偏移棱镜11相同，每组通道内的线偏振片的起偏方向不同。每组通道内的线偏振片的起偏方向分别与水平方向的夹角为0°、60°和120°。不同组的通道分别对应水平方向相本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于探测低空慢速小目标的偏振探测装置，其特征在于，所述偏振探测装置包括：光学系统，用于形成光通路并生成偏振图像；探测器，用于检测经过所述光学系统的光；曝光控制系统，与所述光学系统配合，用于控制所述探测器在预设时间点曝光；图像处理器，用于处理所述偏振图像以获得偏振度及偏振角图像；机械支撑系统，用于支撑和连接所述光学系统和曝光控制系统。

【技术特征摘要】
1.一种用于探测低空慢速小目标的偏振探测装置，其特征在于，所述偏振探测装置包括：光学系统，用于形成光通路并生成偏振图像；探测器，用于检测经过所述光学系统的光；曝光控制系统，与所述光学系统配合，用于控制所述探测器在预设时间点曝光；图像处理器，用于处理所述偏振图像以获得偏振度及偏振角图像；机械支撑系统，用于支撑和连接所述光学系统和曝光控制系统。2.根据权利要求1所述的一种用于探测低空慢速小目标的偏振探测装置，其特征在于，所述光学系统包括依次设置的前镜组、扫描模块和后镜组。3.根据权利要求2所述的一种用于探测低空慢速小目标的偏振探测装置，其特征在于，所述前镜组包括多个通道，每个通道内包括一组视场偏移棱镜和一个线偏振片。4.根据权利要求3所述的一种用于探测低空慢速小目标的偏振探测装置，其特征在于，所述多个通道为均匀分布在机械盘圆周上的九个通道，所述九个通道均分成三组通道，每组通道内的视场偏移棱镜相同，每组通道内的线偏振片的起偏方向不同。5.根据权利要求4所述的一种用于探测低空慢速小目标的偏振探测装置，其特征在于，所述每组通道内...

【专利技术属性】
技术研发人员：何锋赟，董健，胡玥，包兴臻，曾飞，
申请(专利权)人：中国科学院长春光学精密机械与物理研究所，
类型：发明
国别省市：吉林,22