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公开(公告)号：CN106643704B
公开(公告)日：2019-07-30
申请号：CN201710027484.2
申请日：2017-01-16
申请人： 中国人民解放军国防科学技术大学
IPC分类号： G01C21/02
摘要： 本发明属于仿生偏振光导航领域，公开了基于大气偏振模式的太阳方位获取方法。首先，利用图像式的偏振光传感器测量大气偏振模式，包括偏振角模式和偏振度模式；其次，根据偏振角模式建立太阳方向矢量的优化方程，通过求解矩阵的特征向量实现太阳方向矢量的最优估计，其在水平面的投影即为太阳方位；与此同时，将偏振度模式进行平滑后求梯度，根据梯度方向的概率密度分布估计出太阳子午线，即可获得太阳的方位；最后，将这两种方法的结果进行综合加权，得到太阳方位角的最优估计。本发明在不增加硬件结构的条件下，充分利用了偏振角模式和偏振度模式这二者所包含的信息对太阳方位进行估计，具有原理简单、估计精度高、鲁棒性好的优点。
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公开(公告)号：CN105608706B
公开(公告)日：2018-05-18
申请号：CN201610030055.6
申请日：2016-01-18
申请人： 中国人民解放军国防科学技术大学
IPC分类号： G06T7/80
摘要： 本发明公开了一种偏振视觉传感器结构设计与几何标定方法。该偏振视觉传感器主要由四个CCD(Charge‑Coupled Device)相机、四个广角镜头、四个偏振片组成。通过优化四目偏振相机结构设计以及偏振片光轴方向设计，提高了偏振态测量精度及鲁棒性；引入最小二乘算法求解冗余配置下的最优估计；利用Gauss‑Newton迭代算法解决多相机间的几何标定问题。本发明解决了基于四相机的偏振视觉传感器的结构设计、多相机间安装误差的补偿问题，能够实时测量区域天空的偏振态信息，具有测量精度高、鲁棒性好的优点。
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公开(公告)号：CN107063170B
公开(公告)日：2019-04-05
申请号：CN201710204984.9
申请日：2017-03-31
申请人： 中国人民解放军国防科学技术大学
IPC分类号： G01C1/00
摘要： 本发明属于仿生偏振光导航领域，公开了复杂环境下基于大气偏振角模式的航向角估计方法。首先，利用图像式的偏振光传感器测量大气的偏振角模式；其次，根据天文年历计算太阳天顶角和太阳方位角；再次，根据一阶瑞利散射模型，在载体系下建立太阳子午线方向关于偏振角和太阳天顶角的表达式，基于投票机制估计最优的太阳子午线方向；最后，根据太阳方位角和最优的太阳子午线方向求解载体航向角。本发明在不增加硬件结构的条件下，充分利用了偏振角模式、太阳方位角和太阳天顶角，在天空受到云层、建筑物和树叶等遮挡条件下，运用投票机制有效地解决了载体航向角的估计问题，具有原理简单、估计精度高、鲁棒性好的优点。
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公开(公告)号：CN106643704A
公开(公告)日：2017-05-10
申请号：CN201710027484.2
申请日：2017-01-16
申请人： 中国人民解放军国防科学技术大学
IPC分类号： G01C21/02
CPC分类号： G01C21/025
摘要： 本发明属于仿生偏振光导航领域，公开了基于大气偏振模式的太阳方位获取方法。首先，利用图像式的偏振光传感器测量大气偏振模式，包括偏振角模式和偏振度模式；其次，根据偏振角模式建立太阳方向矢量的优化方程，通过求解矩阵的特征向量实现太阳方向矢量的最优估计，其在水平面的投影即为太阳方位；与此同时，将偏振度模式进行平滑后求梯度，根据梯度方向的概率密度分布估计出太阳子午线，即可获得太阳的方位；最后，将这两种方法的结果进行综合加权，得到太阳方位角的最优估计。本发明在不增加硬件结构的条件下，充分利用了偏振角模式和偏振度模式这二者所包含的信息对太阳方位进行估计，具有原理简单、估计精度高、鲁棒性好的优点。
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公开(公告)号：CN105698819A
公开(公告)日：2016-06-22
申请号：CN201610030919.4
申请日：2016-01-18
申请人： 中国人民解放军国防科学技术大学
IPC分类号： G01C25/00
CPC分类号： G01C25/00
摘要： 本发明公开了一种用于多相机偏振光传感器的标定方法，本发明通过：1、建立多相机偏振光传感器的测量误差方程2、建立各相机的线性回归方程3、求解方程获得各相机的线性参数4、建立偏振片安装误差角的目标优化函数5、基于Gauss-Newton迭代求解偏振片的安装误差角的步骤，完成了多相机偏振光传感器的标定，补偿了多相机偏振光传感器的非一致性误差和偏振片安装角误差，能够有效提高偏振光传感器的测量精度，具有原理简单、操作简便、适用范围广等优点，对于实现仿生偏振光的定向定位具有广阔的应用前景。
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公开(公告)号：CN105608706A
公开(公告)日：2016-05-25
申请号：CN201610030055.6
申请日：2016-01-18
申请人： 中国人民解放军国防科学技术大学
IPC分类号： G06T7/00
摘要： 本发明公开了一种偏振视觉传感器结构设计与几何标定方法。该偏振视觉传感器主要由四个CCD(Charge-Coupled Device)相机、四个广角镜头、四个偏振片组成；通过优化四目偏振相机结构设计以及偏振片光轴方向设计，提高了偏振态测量精度及鲁棒性；引入最小二乘算法求解冗余配置下的最优估计；利用Gauss-Newton迭代算法解决多相机间的几何标定问题。本发明解决了基于四相机的偏振视觉传感器的结构设计、多相机间安装误差的补偿问题，能够实时测量区域天空的偏振态信息，具有测量精度高、鲁棒性好的优点。
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公开(公告)号：CN105698819B
公开(公告)日：2019-01-22
申请号：CN201610030919.4
申请日：2016-01-18
申请人： 中国人民解放军国防科学技术大学
IPC分类号： G01C25/00
摘要： 本发明公开了一种用于多相机偏振光传感器的标定方法，本发明通过：1、建立多相机偏振光传感器的测量误差方程2、建立各相机的线性回归方程3、求解方程获得各相机的线性参数4、建立偏振片安装误差角的目标优化函数5、基于Gauss‑Newton迭代求解偏振片的安装误差角的步骤，完成了多相机偏振光传感器的标定，补偿了多相机偏振光传感器的非一致性误差和偏振片安装角误差，能够有效提高偏振光传感器的测量精度，具有原理简单、操作简便、适用范围广等优点，对于实现仿生偏振光的定向定位具有广阔的应用前景。
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公开(公告)号：CN107063170A
公开(公告)日：2017-08-18
申请号：CN201710204984.9
申请日：2017-03-31
申请人： 中国人民解放军国防科学技术大学
IPC分类号： G01C1/00
CPC分类号： G01C1/00
摘要： 本发明属于仿生偏振光导航领域，公开了复杂环境下基于大气偏振角模式的航向角估计方法。首先，利用图像式的偏振光传感器测量大气的偏振角模式；其次，根据天文年历计算太阳天顶角和太阳方位角；再次，根据一阶瑞利散射模型，在载体系下建立太阳子午线方向关于偏振角和太阳天顶角的表达式，基于投票机制估计最优的太阳子午线方向；最后，根据太阳方位角和最优的太阳子午线方向求解载体航向角。本发明在不增加硬件结构的条件下，充分利用了偏振角模式、太阳方位角和太阳天顶角，在天空受到云层、建筑物和树叶等遮挡条件下，运用投票机制有效地解决了载体航向角的估计问题，具有原理简单、估计精度高、鲁棒性好的优点。
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