太陽光在大氣層傳輸過程中,與空氣分子、氣溶膠粒子發(fā)生大氣散射形成偏振光。天空中不同偏振態(tài)的偏振光形成了天空偏振光分布模式。在固定的位置,特定的時間段內,天空中存在一個相對穩(wěn)定的天空偏振光分布模式,它遵循著一定的分布規(guī)律,包含著豐富的空間方位信息。生物學家的研究表明,許多昆蟲具有獨特的神經元結構,對偏振光非常敏感,能夠從天空偏振光分布局部模式中提取偏振信息進行導航。作為實現偏振光導航的基礎,天空偏振光分布局部模式的獲取與分析具有重要意義。 本文所作的工作主要如下： 1)首先系統(tǒng)地介紹了天空偏振光分布模式的基本理論,如光的偏振現象、大氣散射現象、天空偏振光分布模式的形成過程、影響因素以及偏振特性的數學描述。 2)闡述了天空偏振光分布局部模式檢測系統(tǒng)的設計,對現有的天空偏振光分布模式檢測裝置進行了概述,介紹了本文中設計的成像式檢測系統(tǒng)的測量方法原理,分別介紹了本文設計的配備有變焦鏡頭的驗證性單通道裝置、配備有定焦鏡頭的驗證性單通道裝置和三通道實時同步采集裝置。分別對裝置的硬件結構、軟件實現處理流程進行了詳細描述,介紹了各自的特點。 3)結合相應的戶外實驗對每個裝置的優(yōu)缺點進行了總結和概括,重...

【文章頁數】：68 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 選題背景與研究意義
    1.2 國內外研究現狀
    1.3 本文的組織結構
第2章 天空偏振光分布模式的基本理論
    2.1 光的偏振
    2.2 大氣散射
        2.2.1 Rayleigh散射
        2.2.2 Mie散射
    2.3 天空偏振光分布模式及形成過程
    2.4 天空偏振光分布模式的影響因素
    2.5 偏振特性的數學描述
        2.5.1 Jones矢量法
        2.5.2 Stokes矢量法
    2.6 本章小結
第3章 驗證性單通道檢測系統(tǒng)的設計和實驗
    3.1 現有的檢測系統(tǒng)的分類
        3.1.1 點源式檢測裝置
        3.1.2 成像式檢測裝置
    3.2 基于Stokes矢量法的測量原理
    3.3 配備有變焦鏡頭的驗證性單通道系統(tǒng)
        3.3.1 系統(tǒng)介紹
        3.3.2 實驗分析
    3.4 配備有定焦鏡頭的驗證性單通道系統(tǒng)
        3.4.1 系統(tǒng)介紹
        3.4.2 實驗分析
    3.5 本章小結
第4章 三通道實時同步采集系統(tǒng)的設計與實驗
    4.1 三通道實時同步采集系統(tǒng)的設計
        4.1.1 系統(tǒng)介紹
        4.1.2 硬件構成和機械支架
        4.1.3 相機標定和圖像拼接
        4.1.4 軟件實現
    4.2 三通道實時同步采集系統(tǒng)的實驗分析
    4.3 本章小結
第5章 總結與展望
    5.1 本文總結
    5.2 研究展望
參考文獻
致謝
在讀期間發(fā)表的學術論文與取得的其他研究成果



本文編號：3753121