【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种光学元件和系统的，尤其涉及用于偏振的领域，具体为一种双波长圆偏光相机的图像采集方法及系统。
技术介绍
1、圆偏振光是一种偏振方向沿圆周运动的偏振光，矢量端点的轨迹为圆，电场矢量的端点随时间变化在空间中描绘出一个螺旋线，当这个螺旋线是顺时针旋转的，则称为右旋圆偏光；当逆时针旋转，则称为左旋圆偏光，光矢量大小不变且以一定的频率旋转；与线偏振光相比，圆偏振光具有更复杂的偏振特性。当圆偏振光通过某些介质时，其左旋和右旋分量可能会被不同程度地吸收，这种现象称为圆二色性。
2、在特定应用场景下，特别是在拍摄水面、玻璃表面、金属表面等光滑物体时，当光线照射到非金属表面时，会发生反射，这些反射光包含强烈的线性偏振分量，通过使用圆偏振滤镜，可以有选择地阻挡这些反射光，从而减少反光和眩光，提高图像清晰度，由于减少了不必要的反射光，图像中的颜色更加鲜艳，增加照片的色彩饱和度和对比度。
3、现有技术在遇到烟雾、雾气或其他遮挡物时，穿透能力受限，往往难以获得清晰的图像；并且遇到极端亮暗环境下或者不同类型的天气条件下，成像质量会显著下降；当尝试穿透不透明或半透明障碍物进行成像时，现有技术无法提供足够清晰和详细的图像信息，影响了最终分析和决策的质量；
4、因此，有必要对现有技术中的双波长圆偏光相机的图像采集方法及系统进行改进，以解决上述问题。
技术实现思路
1、本专利技术克服了现有技术的不足，提供一种双波长圆偏光相机的图像采集方法及系统，旨在解决现有技术中在
2、为达到上述目的，本专利技术采用的技术方案为：一种双波长圆偏光相机的图像采集方法，包括：
3、s1、设置两个独立的纳秒脉冲激光源，分别发射不同的波长的激光；
4、s2、对两个激光分别进行左旋圆偏振和右旋圆偏振处理；
5、s3、将两个经过圆偏振处理的纳秒脉冲激光束统合成一束，两束光完全重叠且同轴；
6、s4、将统合后的纳秒脉冲激光束照射到目标物体上，通过双光谱相机采集反射光形成两张不同波长的图像；
7、s5、根据偏振信息的重要性为图像分配权重，并采用图像融合技术生成综合图像，以保留两种圆偏光的效果并形成高质量的图像输出。
8、本专利技术一个较佳实施例中，步骤s1中，两个独立的纳秒脉冲激光源中，一个为短波长的蓝光或绿光激光源，工作波长范围为400-600nm；另一个为长波长的红光或红外激光源，工作波长为620-1550nm；
9、纳秒脉冲激光源的脉冲宽度为，重复频率为5-10khz，两种波长的纳秒脉冲激光的脉冲宽度和重复频率一致；相机设置有同步控制系统，采用外部触发信号或内置同步电路来确保两束激光脉冲的同时性。
10、本专利技术一个较佳实施例中，短波长激光的能量密度为；长波长的激光中，对于红光激光，能量密度为，对于红外激光，能量密度为。
11、本专利技术一个较佳实施例中，步骤s2中，偏振处理步骤包括：
12、s21、将线性偏振片放置在纳秒脉冲激光路径中，使得输出光束成为线性偏振光，调整偏振片的角度，直到光束的最大强度通过；
13、对于短波长激光源，使用紫外或可见光偏振片；对于长波长激光源，使用红外偏振片；
14、s22、在线性偏振片之后设置四分之一波片；四分之一波片的相位延迟为，其中为激光波长；
15、对于短波长的纳秒脉冲激光，四分之一波片的快轴相对于线性偏振方向旋转45度角，将线性偏振光转换成左旋圆偏振光；
16、对于长波长的纳秒脉冲激光，四分之一波片的轴向旋转方向与短波长激光相反，相对于线性偏振方向旋转-45度角，以生成右旋圆偏振光；
17、s23、检查输出光束的偏振状态，评估偏振质量，调整偏振参数，直至偏正效果最佳；通过量化输出光束的强度和椭圆度进行评估，椭圆度越接近0，偏振效果越接近完美圆，效果越好。
18、本专利技术一个较佳实施例中，步骤s3中，通过合束器将两束圆偏光进行统合，合束器为二向色镜或偏振分束立方体中的一种。
19、本专利技术一个较佳实施例中，二向色镜一面可以反射短波长激光，另一面可以透射长波长激光；设置有两个合束器，包括：第一合束器和第二合束器；
20、第一合束器与水平夹角呈现45度，位于短波长激光的光路上，能够反射短波长激光的面靠近短波长激光光源，使得第一合束器将短波长激光垂直向下反射；
21、第二合束器位于长波长激光与反射的短波长激光的交汇点，与水平夹角呈现45度，第二合束器能够透射长波长激光的面靠近长波长激光光源，使得长波长激光能够水平透过，并且短波长激光被二次反射，与长波长激光合成一束激光。
22、本专利技术一个较佳实施例中，在双光谱相机的成像光路中，设置滤光片来滤除不需要的光谱成分，提高图像的对比度和清晰度。
23、本专利技术一个较佳实施例中，步骤s5中，基于偏振信息进行图像融合：
24、通过双光谱相机分别捕捉短波长和长波长激光照射目标物体后的反射光信号，形成两张不同波长的图像；
25、短波长图像提取左旋圆偏振光的特性：，其中，为短波长左旋圆偏振光的椭圆度，和分别为短波长左旋圆偏振光和右旋圆偏振光的强度；
26、长波长图像提取右旋圆偏振光的特性：，其中，为长波长右旋圆偏振光的椭圆度，和分别为长波长右旋圆偏振光和左旋圆偏振光的强度；
27、根据偏振信息的重要性，为每张图像分配权重；
28、对两张图像可以进行多种方式融合，包括：加权平均融合、伪彩色映射融合和基于深度学习的多层融合，生成综合图像。
29、本专利技术一个较佳实施例中，加权平均融合生成综合图像；其中，为图像的像素坐标，为短波长图像和长波长图像。
30、本专利技术提供了一种双波长圆偏光相机的图像采集系统，包括：
31、双波长激光源，包括两个独立的纳秒脉冲激光源，一个用于提高对烟雾、雾气等遮挡物的穿透效果，另一个用于改善图像质量和细节捕捉；
32、偏振处理模块，包括线性偏振片、四分之一波片，用于对短波长的纳秒脉冲激光进行左旋圆偏振处理，对长波长的纳秒脉冲激光进行右旋圆偏振处理，实现激光的偏振转换；
33、合束器模块，将两束圆偏振光统合成一束，确保两束光完全重叠且同轴；
34、照射与成像模块，统合后的纳秒脉冲激光束经过扩束器，照亮目标物体，双光谱相机捕捉并记录目标物体反射回来的光信号，生成不同波长的图像；
35、图像处理模块，将两张不同波长的图像，根据偏振信息的重要性分配权重，并采用图像融合技术生成综合图像。
36、本专利技术解决了
技术介绍
中存在的缺陷，本专利技术具备以下有益效果：
37、（1）本专利技术提出了一种双波长圆偏光相机的图像采集方法及系统，通过设置两个独立的纳秒脉冲激光源分别发射短波长和长波长本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种双波长圆偏光相机的图像采集方法，其特征在于，包括步骤：
2.根据权利要求1所述的一种双波长圆偏光相机的图像采集方法，其特征在于：步骤S1中，两个独立的纳秒脉冲激光源中，一个为短波长的蓝光或绿光激光源，工作波长范围为400-600nm；另一个为长波长的红光或红外激光源，工作波长为620-1550nm；
3.根据权利要求2所述的一种双波长圆偏光相机的图像采集方法，其特征在于：短波长激光的能量密度为；长波长的激光中，对于红光激光，能量密度为，对于红外激光，能量密度为。
4.根据权利要求1所述的一种双波长圆偏光相机的图像采集方法，其特征在于：步骤S2中，偏振处理步骤包括：
5.根据权利要求1所述的一种双波长圆偏光相机的图像采集方法，其特征在于：步骤S3中，通过合束器将两束圆偏光进行统合，合束器为二向色镜或偏振分束立方体中的一种。
6.根据权利要求5所述的一种双波长圆偏光相机的图像采集方法，其特征在于：二向色镜一面可以反射短波长激光，另一面可以透射长波长激光；设置有两个合束器，包括：第一合束器和第二合束器；
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8.根据权利要求5所述的一种双波长圆偏光相机的图像采集方法，其特征在于：步骤S5中，基于偏振信息进行图像融合：
9.根据权利要求8所述的一种双波长圆偏光相机的图像采集方法，其特征在于：加权平均融合生成综合图像；其中，为图像的像素坐标，为短波长图像和长波长图像。
10.一种双波长圆偏光相机的图像采集系统，基于权利要求1-9任一项所述的一种双波长圆偏光相机的图像采集方法，其特征在于：
...【技术特征摘要】
1.一种双波长圆偏光相机的图像采集方法，其特征在于，包括步骤：
2.根据权利要求1所述的一种双波长圆偏光相机的图像采集方法，其特征在于：步骤s1中，两个独立的纳秒脉冲激光源中，一个为短波长的蓝光或绿光激光源，工作波长范围为400-600nm；另一个为长波长的红光或红外激光源，工作波长为620-1550nm；
3.根据权利要求2所述的一种双波长圆偏光相机的图像采集方法，其特征在于：短波长激光的能量密度为；长波长的激光中，对于红光激光，能量密度为，对于红外激光，能量密度为。
4.根据权利要求1所述的一种双波长圆偏光相机的图像采集方法，其特征在于：步骤s2中，偏振处理步骤包括：
5.根据权利要求1所述的一种双波长圆偏光相机的图像采集方法，其特征在于：步骤s3中，通过合束器将两束圆偏光进行统合，合束器为二向色镜或偏振分束立方体中的一种。...
【专利技术属性】
技术研发人员：王猛，曾文明，晏中原，
申请(专利权)人：宝瑞激光科技苏州有限公司，
类型：发明
国别省市：
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