1 合肥工业大学计算机与信息学院，安徽 合肥 230601
2 安徽建筑大学电子与信息工程学院，安徽 合肥 230601
针对现有大气偏振模式理论模型单独考虑太阳或月亮的影响，无法充分描述晴朗天气下黎明和黄昏过渡期间天空偏振模式的问题，提出了一种曙暮光影响的大气偏振模式建模方法。该方法引入太阳和月亮的影响，以太阳和月亮位置求解的Stokes矢量为基础，同时考虑了实际天空中大气粒子多次散射的因素，对Stokes矢量优化；分析太阳和月亮对大气偏振模式的影响，确定了太阳和月亮的影响权重；利用偏振角表征大气偏振模式。结果表明，所提模型的仿真结果与实测偏振角具有相同的分布和变化特性，且保持着较高的相似度，能够有效地表征曙暮光影响的大气偏振模式。
大气偏振模式 曙暮光 Stokes矢量 偏振角 偏振光导航 激光与光电子学进展
2024, 61(5): 0501002
1 合肥工业大学计算机与信息学院，安徽 合肥 230601
2 安徽建筑大学电子与信息工程学院，安徽 合肥 230601
3 安徽建筑大学建筑信息获取与测控技术重点实验室，安徽 合肥 230601
大气偏振模式为仿生偏振光导航提供方向基准。在大气偏振模式测量系统中，当偏振片透光轴的起始方向与相机的偏振参考轴之间存在偏差角时，测得的大气偏振模式偏振角分布会出现太阳子午线弯曲的现象。为了解决偏差角对大气偏振模式测量产生的影响，通过建立偏差角误差模型，针对偏差角对大气偏振模式测量精度的影响进行了详细的分析；并提出了利用大气偏振模式特征校正偏差角的方法，利用大气偏振模式的中性点和对称性特征获取偏振角分布的最优对称轴，实现对偏差角的校正。实验结果表明，通过对偏差角的校正，能够提高大气偏振模式的测量精度。
成像系统 大气偏振模式 偏振光导航 偏振成像系统 太阳子午线弯曲 中性点 光学学报
2022, 42(22): 2211003
合肥工业大学计算机与信息学院, 安徽 合肥 230009
提出了一种基于霍夫变换的大气偏振模式∞字形重构方法,基于偏振角数学模型获得了∞字形表征方程, 运用霍夫变换求解未知参数,从偏振角信息中求解方程参数,进而重构出∞字形。实验结果表明∞字形 重构精度优于99%,提出的方法可以有效地从偏振模式中重构出∞字形,为后续偏振光导航提供了一种新的思路。
信息光学 仿生偏振光导航 ∞字形 霍夫变换 大气偏振模式 information optics bionic polarized light navigation ∞ shape Hough transform atmospheric polarization mode
国防科技大学 机电工程与自动化学院,湖南 长沙 410073
合肥工业大学 计算机与信息学院, 合肥 230009
目前偏振光导航传感器大多以POL-神经元模型为基础,误差主要来源于通道间信号增益差异,以及检偏器阵列的相对角度误差.为了提高偏振罗盘信息的检测精度,提出了一种独立通道偏振罗盘信息检测方法.利用三个相互独立的偏振光检测通道测量大气偏振信息,获取航向角信息.并且,结合分时复用技术,设计了独立通道偏振光导航传感器,提出了相应的标定方法和误差补偿算法.实验结果表明,独立通道偏振光导航传感器能够显著降低偏振罗盘信息检测误差,补偿后传感器误差在±0.05°以内.
偏振光导航 大气偏振模式 偏振视觉 导航 polarized light navigation atmosphere polarization pattern polarization vision navigation
合肥工业大学计算机与信息学院, 合肥 230009
沙蚁 POL-神经元对天空偏振光的感知机理为研究仿生偏振光导航方法提供了仿生基础。针对其信号处理方法中存在的测角歧义性问题, 通过分析 POL-神经元模型的测角原理, 提出了一种基于高阶多项式拟合的航向角处理方法, 并根据航向角随模型参考轴旋转角度的变化规律, 将模型的有效测角范围由 [-45°,45°]线性地增加到 [0°,180°]。最后, 利用四通道偏振光导航传感器对该方法进行了实验验证。理论与实测结果表明, 该方法能有效解决 POL-神经元模型中存在的航向角歧义性问题, 并可显著提高模型的测角范围。
沙蚁 偏振光导航 POL-神经元模型 仿生导航 desert ant polarized light navigation POL-neuron model bionic navigation
哈尔滨工业大学 控制理论与制导技术研究中心，哈尔滨 150001
提出了偏振光／GPS／SINS组合导航方法。推导了偏振光辅助测姿原理并进行了仿真验证。提出了多模块改善能观度的方法。采用联邦卡尔曼滤波方法实现了组合导航算法，利用Matlab仿真方式分别对使用单偏振光模块和多偏振光模块的组合导航系统的测姿修正效果和能观度改善效果进行了检验。结果表明偏振光辅助测姿方法的引入能够大大改善导航系统的能观度和精度，非平行观测的多偏振光模块可以进一步提高系统性能。
偏振光 姿态参考 组合导航 联邦卡尔曼滤波 polarized light navigation AHR integrated navigation federated kalman filtering
