[发明专利]基于可见光偏振成像的实时非接触水面波纹测量方法

权利要求书

1.一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θ_i；

步骤三、基于偏振方位角Ψ和入射角θ_i，计算水面微面元的法向量n_W；

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n_AO，基于偏振方位角Ψ计算直线BD的方向向量n_BD，然后根据n_AO和n_BD计算反射面的法向量n_R；

(3)根据入射角θ_i、直线AO的方向向量n_AO、反射面的法向量n_R和入射光的方向向量n_i，计算出水面微面元的法向量n_W；

步骤四、根据步骤三计算的水面微面元的法向量n_W求解水面波纹坡度，实现水面波纹非接触实时测量。

2.如权利要求1所述的一种基于可见光偏振成像的水面波纹坡度非接触实时测量方法，其特征在于，所述的同时偏振成像模块采用无偏泛光照明，4通道偏振成像系统对水面反射光成像。