[发明专利]一种具有环境适应性的多光谱偏振导航系统

权利要求书

1.一种具有环境适应性的多光谱偏振导航系统，其特征在于：所述多光谱偏振导航系统包括遮光罩、外界环境感知模块、卫星导航模块、自适应可调多光谱滤光模块、偏振检测传感器模块、无线数传模块、惯性导航模块和控制模块；其中遮光罩和偏振检测传感器模块由螺丝通过螺口固定，遮光罩屏蔽外界环境中的反射光影响；在遮光罩上的凹槽内，通过螺孔固定外界环境感知模块和卫星导航模块，检测环境光强和传感器的地理位置信息，发送给控制模块；自适应可调多光谱滤光模块放在偏振检测传感器模块中的凹槽内，集成度高，不会增加传感器体积；自适应可调多光谱滤光模块还包含三种波段的滤光片，接收控制模块的控制信号，实现自适应多光谱切换功能；偏振检测传感器模块包含三组基于分光棱镜的偏振对立检测通道，用于解算偏振导航信息；控制模块、无线数传模块和惯性导航模块集成在一起，通过螺孔固定在导航系统的底座中，无线数传模块用于各个模块之间的通讯，惯性导航模块用于检测导航系统的实时姿态，与解算出来的偏振导航信息即航向角和偏振度相辅相成，解算出传感器初始三维姿态角，提高导航系统精度和可用性；控制模块根据外界环境感知模块和卫星导航模块提供的反馈信息对地理位置、外界环境天气情况和光强信息的监测，驱动自适应可调多光谱滤光模块，采用不同波段的滤光片获取三种不同波段的偏振光信息用于导航解算，从仿生学角度提高传感器精度。

2.根据权利要求1所述的具有环境适应性的多光谱偏振导航系统，其特征在于：所述遮光罩包括三个通光孔，通光孔中安装双凸透镜、光阑和平凸透镜结构，将外界光线改变为垂直入射的光线照射到分光棱镜上，由分光棱镜产生两束互相垂直的线偏振光用于偏振信息解算。

3.根据权利要求1所述的具有环境适应性的多光谱偏振导航系统，其特征在于：所述自适应可调多光谱滤光模块由圆形滤光片平台、高精度传动轴和驱动模块组成；在圆形滤光片平台的孔中依次按顺序安装蓝光、绿光和紫外波段的滤光片，三种波段为一组，一共三组，保证同一时刻三个偏振检测通道上方的滤光片波段相同；驱动模块通过高精度传动轴与圆形滤光片平台相连，放在偏振检测传感器模块中的凹槽内，驱动模块底部通过过孔与控制模块的通讯接口连接，接收控制模块输出的控制信号，完成自适应滤光波段选择。

4.根据权利要求1所述的具有环境适应性的多光谱偏振导航系统，其特征在于：所述偏振检测传感器模块由三组偏振检测结构组成，每组检偏结构包括一个分光棱镜和两个光电转换模块，在每组检偏结构中，外界光线经过遮光罩中的透镜结构改变光路，遮光罩通过螺孔与偏振光检测模块固定，光线透过通光孔照射到偏振分光棱镜上，进而分光棱镜将光线分为两束互相垂直的线偏振光照射到两个光电转换模块上，光电转换模块采用16位增强型数字光电检测芯片，并通过底部的通孔与底座中的控制模块通讯接口相连，将偏振光信号转换为数字信号后输出给控制模块，进行导航解算；整个偏振光检测模块嵌入到底座圆形凹槽中，通过螺孔与底座固定。

5.根据权利要求1所述的具有环境适应性的多光谱偏振导航系统，其特征在于：控制模块采用DSP芯片，用于提高系统运算速度；惯性导航模块由水平双轴加计组成，测量解算传感器静态下的水平姿态信息，即俯仰角和横滚角。