利用天空偏振模式導(dǎo)航已經(jīng)成為國內(nèi)外研究的熱點,擁有良好的抗干擾性為天空偏振模式導(dǎo)航提供了無可比擬的優(yōu)勢。本文對天空偏振偏振模式的研究分為三個方向,首先,研究了東海海域的天空光偏振分布模式及規(guī)律�；谌鹄⑸淅碚搶μ炜掌穹植寄Ｊ竭M(jìn)行仿真,利用圖像式全天空偏振模式測試系統(tǒng)對東海海域的天空偏振分布模式進(jìn)行測試,對比分析測試結(jié)果與仿真結(jié)果。針對海上利用偏振度模式獲取子午線方向不準(zhǔn)確的問題,本文提出了利用偏振方位角信息判斷子午線的方法,確定了在太陽高度角大于85度或太陽高度角低于25度時利用偏振方位角定位子午線方向。結(jié)果表明:東海海域的天空光偏振分布模式符合瑞利散射理論;利用該方法獲取子午線方向與理論仿真一致。其次,研究了偏振成像中曝光時間和光圈值對天空偏振模式分布的影響,基于瑞利散射理論對天空偏振度分布模式進(jìn)行仿真,利用成像式偏振測試系統(tǒng)對天空偏振模式進(jìn)行測試,將實際測試獲取的天空光偏振分布與理論仿真偏振分布進(jìn)行對比,重點分析偏振成像中曝光時間與光圈值對天空偏振信息的影響,并針對獲取的偏振度圖像提出補償算法。結(jié)果表明∶光圈值能夠改變偏振度分布,減小光圈值獲取的偏振方位角分布邊界更清晰;不同曝光時間的偏振度分布不同,曝光時間1/6~1/30、曝光時間1/6000~1/8000獲取的天空偏振度分布產(chǎn)生畸變;通過算法補償能夠在曝光時間為1/45~1/8000獲取與仿真效果統(tǒng)一的偏振度分布。最后,研究了天空偏振方位角分布模式,分析了圖像子午線信息的獲取�；谌鹄⑸淅碚搶μ炜掌穹轿唤欠植歼M(jìn)行仿真,測試獲取天空偏振方位角,分析仿真偏振模式圖中的太陽子午線;獲取圖像中北極位置,利用Roberts,Prewitt,Sobel,Canny四種算子對仿真和測試天空偏振方位角(90-x,90+x)區(qū)域進(jìn)行邊緣檢測,進(jìn)而使用霍夫變換提取子午線信息,重點分析了測試圖獲取的子午線的方向誤差。結(jié)果表明:隨著x數(shù)值增大,仿真天空偏振方位角(90-x,90+x)區(qū)域逐漸呈現(xiàn)“∞”字形分布;圖像中能夠獲取北極星位置并將北極星確定為北極參考方向;canny算子在識別仿真與測試子午線偏振方位角(90-x,90+x)邊緣信息效果顯著;x取1-8時利用霍夫變換獲取的子午線信息誤差在2度以內(nèi),為利用天空偏振圖像導(dǎo)航奠定基礎(chǔ)。
【學(xué)位單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TN96;TP391.41
【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
1 緒論
    1.1 國內(nèi)外相關(guān)工作研究背景與意義
    1.2 本文主要研究思路與內(nèi)容
2 東海海域天空偏振模式的研究
    2.1 天空偏振光模式理論模型
    2.2 東海海域偏振模式仿真
    2.3 東海海域天空偏振模式測試及分析
    2.4 不穩(wěn)定環(huán)境對測試的影響分析
    2.5 本章小結(jié)
3 天空偏振模式中的偏振度圖補償方法
    3.1 測試天空偏振度的影響因素
        3.1.1 不同光圈對獲取偏振模式圖像的影響
        3.1.2 不同曝光時間對偏振模式的影響
    3.2 偏振度圖的補償原理及測試
    3.3 本章小結(jié)
4 天空偏振方位角圖獲取子午線的仿真與測試
    4.1 利用天空偏振方位角圖獲取子午線的原理及仿真
    4.2 天空偏振模式圖像北極方向的獲取方法
        4.2.1 偏振模式中的定位基準(zhǔn)的選擇
        4.2.2 北極星在圖像中的獲取
        4.2.3 偏振方位角分布與子午線位置分析
    4.3 偏振方位角的邊緣檢測方法
        4.3.1 四種算子對仿真偏振方位角區(qū)域的邊緣檢測分析
        4.3.2 四種算子對測試偏振方位角區(qū)域的邊緣檢測
    4.4 基于霍夫變換提取太陽子午線及誤差分析
        4.4.1 天空偏振方位角的邊界直線與對稱性分析
        4.4.2 霍夫變換原理與測試
    4.5 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況
致謝

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2857998