[发明专利]一种机载偏振多光谱遥感成像仪、成像方法及确定地面摇杆目标的方法

权利要求书

1.一种机载偏振多光谱遥感成像仪，其特征在于：包括结构光发射模块、遥感光线偏振状态选择模块以及图像获取模块；所述结构光发射模块包括线结构光源以及推扫部分，所述推扫部分用于在整个视野内对经所述线结构光源发出的结构光进行导向扫描；所述遥感光线偏振状态选择模块包括光偏振预先处理部分、接收光偏振部分和条带式多光谱部分，所述接收光偏振部分用于回波光的偏振选择，所述条带式多光谱部分由多个滤光波段不同的滤光片组成用于过滤不同波段的回波光；所述图像获取模块用于获取经所述条带式多光谱部分过滤后的回波光；所述推扫部分的扫描方向与线结构光源的结构光垂直向。

2.根据权利要求1所述的机载偏振多光谱遥感成像仪，其特征在于：所述光偏振预先处理部分包括用于在所述结构光一次视野扫描过程中保持偏振状态不变的液晶玻片，所述液晶玻片在不同批次视野扫描采取不同偏振态。

3.根据权利要求1或2所述的机载偏振多光谱遥感成像仪，其特征在于：所述图像获取 模块包括第一机载相机和第二机载相机。

4.根据权利要求1所述的机载偏振多光谱遥感成像仪，其特征在于：所述推扫部分的导向扫描方向是从左至右或从右至左。

5.一种基于权利要求1至4任一所述机载偏振多光谱遥感成像仪的成像方法，其特征在于，步骤是：

步骤一：宽带线结构光源发射结构光，结构光穿过光偏振预先处理部分，然后从左至右或从右至左，结构光在推扫机构的导向下扫描整个视野，在一次结构光视野扫描过程中保持偏振状态不变，不同批次视野扫描可采取不同偏振态；

步骤二：结构光在机载遥感目标处反射，反射光返回到接收部分的光偏振镜，接收部分的光偏振镜进行回波光的偏振选择；

步骤三：偏振选择后的回波光经过条带式多光谱部分的滤光片，多个滤光片一起占据视场，彼此滤光波段不同，在视场的不同条带部位滤光后波段不同；

步骤四：偏振滤光选择后的光进入图像获取模块获得多光谱图像并输出。

6.根据权利要求5所述的成像方法，其特征在于：主动结构光扫描的条件为：

式中，v为偏振多光谱遥感成像仪飞行器载体的前向速度，W_v为机载相机视野对应地面宽度，W_l为宽带线结构光对应地面照射宽度，F为机载相机帧率，h为飞行器高度。

7.根据权利要求5所述的成像方法，其特征在于：所述图像获取模块为机载相机，机载相机信号在采集卡中处理，给出一定时滞后的多光谱图像输出。

8.根据权利要求5-7任一所述的成像方法，其特征在于：

任意光波状态都可用包含四个分量的stokes矢量来表示：

其中I是总光强，Q是水平和垂直方向线偏振分量差，U表示45°和135°方向线偏振分量差值，V是右旋圆偏振分量和左旋圆偏振分量差值；

偏振片转过角度时的Mueller矩阵表示为：

旋转到这个角度偏振片出射光波的stokes矢量表示如下：

采用旋转三个偏振检测角度的方法得到stokes参数I、Q、U；

被测光波的线偏振度P和偏振方向角θ为：

根据上述公式求得多角度多波段偏振度来表征地面遥感目标。