一种冰层检测方法、装置、设备及可读存储介质制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种冰层检测方法，通过获取待测目标在指定偏振方向下的像元数据；根据像元数据处理得到线偏振分量；并根据线偏振分量得到偏振相角图和线偏振度图；依据偏振相角图中待测目标表面的粗糙程度以及线偏振度图中待测目标的边缘效应效果，进行表面结冰情况分析生成冰层检测结果。该方法综合偏振相角图中目标的粗糙程度以及线偏振度图中目标的边缘效应效果，从物体表面结冰以及非结冰状态下的差异表现进行多方面检测，结合多方面判据对物体表面是否结冰进行综合分析，避免单一性判据带来的检测误差，可以做出较为准确的判断，提升检测的准确率。本发明专利技术还公开了一种冰层检测装置、设备及一种可读存储介质，具有上述有益效果。

An ice detection method, device, equipment and readable storage medium

【技术实现步骤摘要】
一种冰层检测方法、装置、设备及可读存储介质
本专利技术涉及物体检测领域，特别涉及一种冰层检测方法、装置、设备及可读存储介质。
技术介绍
冰层检测指通过技术手段判断待检测物体表面是否结冰，冰层检测对于路面交通、仪器使用等方面存在重要意义。目前的冰层检测有多种方法，比如采取主动照明的方式，基于漫反射辐射和镜面反射辐射的量对探测器的输出强度进行评估，评估依据预定阈值来实现。该预定阈值通过翼形件的干净表面反射的辐射特性来确定。该方案通过阈值对是否结冰进行判断，阈值的设定对判断结果具有决定性的影响，因此检冰精度不确定性较大。其他的冰层检测手段比如通过检测通过检偏器的光亮度来判断表面是否存在冰层，以及通过主动发射无偏振近红外光，通过检测反射光强来判断道路是否结冰等，上述方法判断手段过于单一，由于存在较多的干扰因素，比如蜡、塑料等在某些情况下与冰层状态较为接近，检冰精度难以保证。因此，如何提升冰层检测的精度，是本领域技术人员需要解决的技术问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种冰层检测方法，该方法可以对物体表面是否结冰做出较为准确的判断；本专利技术的另一目的是提供一种冰层检测装置、设备及可读存储介质。为解决上述技术问题，本专利技术提供一种冰层检测方法，包括：获取待测目标在指定偏振方向下的像元数据；对所述像元数据依据线偏振处理规则进行数据处理，得到斯托克斯矢量表征下的线偏振分量；基于所述线偏振分量进行计算，得到偏振相角图和线偏振度图；依据所述偏振相角图中所述待测目标表面的粗糙程度以及所述线偏振度图中所述待测目标的边缘效应效果，进行表面结冰情况分析，得到第一分析结果以及第二分析结果；依据所述第一分析结果以及所述第二分析结果生成冰层检测结果。可选地，所述冰层检测方法还包括：基于所述线偏振分量进行计算，得到强度图；依据所述强度图中所述待测目标的光线反射情况进行表面结冰情况分析，得到第三分析结果；则相应地，依据所述第一分析结果以及所述第二分析结果生成冰层检测结果，具体为：依据所述第一分析结果、所述第二分析结果以及所述第三分析结果生成冰层检测结果。可选地，所述冰层检测方法还包括：对所述强度图和所述线偏振度图进行差分处理，得到差分结果；对所述差分结果进行伪彩显示，得到伪彩图；根据所述伪彩图对所述待测目标中的目标区域进行细节分析，得到细节分析结果；根据所述细节分析结果生成第四分析结果；则相应地，依据所述第一分析结果、所述第二分析结果以及所述第三分析结果生成冰层检测结果，具体为：依据所述第一分析结果、所述第二分析结果、所述第三分析结果以及所述第四分析结果生成冰层检测结果。可选地，所述冰层检测方法还包括：对所述强度图以及所述线偏振度图进行差分处理，得到差分图；计算所述差分图中目标区域的均匀性数值；将所述均匀性数值与存储阈值进行比较，根据比较结果生成第五分析结果；则相应地，依据所述第一分析结果、所述第二分析结果以及所述第三分析结果生成冰层检测结果，具体为：依据所述第一分析结果、所述第二分析结果、所述第三分析结果以及所述第五分析结果生成冰层检测结果。可选地，所述获取待测目标在指定偏振方向下的像元数据，包括：通过光轴与待测平面成45°角的偏振相机对所述待测目标进行图像采集；获取所述偏振相机采集的图像，作为所述像元数据。可选地，所述获取待测目标在指定偏振方向下的像元数据，包括：在环境亮度条件低于阈值时，设置照明光源的光轴和相机的光轴平行；对启动设置后的照明光源后的待测物体进行图像采集，将采集得到的图像作为所述像元数据。可选地，依据所述第一分析结果以及所述第二分析结果生成冰层检测结果，包括：当所述第一分析结果与所述第二分析结果至少一个显示有冰时，生成存在冰层的结果；当所述第一分析结果与所述第二分析结果均显示无冰时，生成不存在冰层的结果。本申请公开一种冰层检测装置，包括：像元数据获取单元，用于获取待测目标在指定偏振方向下的像元数据；偏振分量计算单元，用于对所述像元数据依据线偏振处理规则进行数据处理，得到斯托克斯矢量表征下的线偏振分量；偏振图生成单元，用于基于所述线偏振分量进行计算，得到偏振相角图和线偏振度图；偏振图分析单元，用于依据所述偏振相角图中所述待测目标表面的粗糙程度以及所述线偏振度图中所述待测目标的边缘效应效果，进行表面结冰情况分析，得到第一分析结果以及第二分析结果；检测结果生成单元，用于依据所述第一分析结果以及所述第二分析结果生成冰层检测结果。本申请公开一种冰层检测设备，包括：存储器，用于存储程序；处理器，用于执行所述程序时实现所述冰层检测方法的步骤。本申请公开一种可读存储介质，所述可读存储介质上存储有程序，所述程序被处理器执行时实现所述冰层检测方法的步骤。本专利技术所提供的冰层检测方法，通过获取待测目标在指定偏振方向下的像元数据；对像元数据依据线偏振处理规则进行数据处理，得到斯托克斯矢量表征下的线偏振分量；基于线偏振分量进行计算，得到偏振相角图和线偏振度图；依据偏振相角图中待测目标表面的粗糙程度以及线偏振度图中待测目标的边缘效应效果，进行表面结冰情况分析，得到第一分析结果以及第二分析结果；依据第一分析结果以及第二分析结果生成冰层检测结果。该方法综合偏振相角图中目标的粗糙程度以及线偏振度图中目标的边缘效应效果，从物体表面结冰以及非结冰状态下的多方面差异进行多方面检测，结合多方面判据对物体表面是否结冰进行综合分析，避免单一性判据带来的检测误差，可以做出较为准确的判断，提升检测的准确率。本专利技术还公开了一种冰层检测装置、设备及一种可读存储介质，具有上述有益效果，在此不再赘述。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例提供的冰层检测方法的流程图；图2为本专利技术实施例提供的一种物体表面有无冰层时的偏振相角图；图3为本专利技术实施例提供的物体表面存在冰层并且部分冰层覆盖物体边缘的线偏振度图；图4为本专利技术实施例提供的原始有冰与无冰物体的正视图；图5为本专利技术实施例提供的原始有冰与无冰物体的侧视图；图6为本专利技术实施例提供的有冰与无冰物体的强度图；图7为本专利技术实施例提供的有冰与无冰物体的偏振角减强度伪彩显示图；图8a为本专利技术实施例提供的无冰物体的偏振角减强度局部标准差图；图8b为本专利技术实施例提供的有冰物体的偏振角减强度局部标准差图；图9为本专利技术实施例提供的冰层检测判据的先后以及关联性排序示意图；图10为本专利技术实施本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种冰层检测方法，其特征在于，包括：/n获取待测目标在指定偏振方向下的像元数据；/n对所述像元数据依据线偏振处理规则进行数据处理，得到斯托克斯矢量表征下的线偏振分量；/n基于所述线偏振分量进行计算，得到偏振相角图和线偏振度图；/n依据所述偏振相角图中所述待测目标表面的粗糙程度以及所述线偏振度图中所述待测目标的边缘效应效果，进行表面结冰情况分析，得到第一分析结果以及第二分析结果；/n依据所述第一分析结果以及所述第二分析结果生成冰层检测结果。/n

【技术特征摘要】
1.一种冰层检测方法，其特征在于，包括：
获取待测目标在指定偏振方向下的像元数据；
对所述像元数据依据线偏振处理规则进行数据处理，得到斯托克斯矢量表征下的线偏振分量；
基于所述线偏振分量进行计算，得到偏振相角图和线偏振度图；
依据所述偏振相角图中所述待测目标表面的粗糙程度以及所述线偏振度图中所述待测目标的边缘效应效果，进行表面结冰情况分析，得到第一分析结果以及第二分析结果；
依据所述第一分析结果以及所述第二分析结果生成冰层检测结果。


2.如权利要求1所述的冰层检测方法，其特征在于，还包括：
基于所述线偏振分量进行计算，得到强度图；
依据所述强度图中所述待测目标的光线反射情况进行表面结冰情况分析，得到第三分析结果；
则相应地，依据所述第一分析结果以及所述第二分析结果生成冰层检测结果，具体为：依据所述第一分析结果、所述第二分析结果以及所述第三分析结果生成冰层检测结果。


3.如权利要求2所述的冰层检测方法，其特征在于，还包括：
对所述强度图和所述线偏振度图进行差分处理，得到差分结果；
对所述差分结果进行伪彩显示，得到伪彩图；
根据所述伪彩图对所述待测目标中的目标区域进行细节分析，得到细节分析结果；
根据所述细节分析结果生成第四分析结果；
则相应地，依据所述第一分析结果、所述第二分析结果以及所述第三分析结果生成冰层检测结果，具体为：依据所述第一分析结果、所述第二分析结果、所述第三分析结果以及所述第四分析结果生成冰层检测结果。


4.如权利要求2所述的冰层检测方法，其特征在于，还包括：
对所述强度图以及所述线偏振度图进行差分处理，得到差分图；
计算所述差分图中目标区域的均匀性数值；
将所述均匀性数值与存储阈值进行比较，根据比较结果生成第五分析结果；
则相应地，依据所述第一分析结果、所述第二分析结果以及所述第三分析结果生成冰层检测结果，具体为：依据所述第一分析结果、所述第二分析结果、所述第三分析结果以及所述第五...

【专利技术属性】
技术研发人员：孟令通，沈宏海，姚东，王含宇，晏春回，王檬檬，
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