基于偏振成像的方位测量误差建模与分析

论文摘要

为了提升偏振成像定向传感器的测角精度,建立了基于斯托克斯矢量的偏振方位测量误差传播模型。对该模型受到的主点偏移、镜头畸变、CMOS平面倾斜等误差因素进行研究。根据斯托克斯矢量偏振测量原理推导出天空偏振方位角解算方法。将主点偏移、镜头畸变、CMOS平面倾斜、灰度响应不一致等因素对方位测量的影响进行讨论,利用蒙特卡洛方法进行偏振成像方位测量误差分析,通过仿真和天空偏振成像实验分析所建模型的正确性。实验结果表明:CMOS灰度响应不一致对方位测量误差的影响最大,当灰度响应不一致在（-6,+6）pixel时,测量误差在0.11°内,角度均值整体有0.12°偏移;在主点偏移（-1.5,+1.5）pixel,镜头畸变（-1,+1）pixel,CMOS平面倾斜（-0.5°,+0.5°）,CMOS灰度响应不一致（-6,+6）pixel的共同影响下,太阳子午线的方位测量误差为0.236 3°（σ）。该误差传播模型能够反映误差源定量影响方位测量精度,为偏振成像定向传感器的优化设计提供依据和参考。

论文目录

• 1 引言
• 2 天空偏振方位测量原理
• 3 天空偏振方位测量误差建模
•   3.1 偏振方位角误差传播模型
•   3.2 主点位置偏移
•   3.3 镜头畸变
•   3.4 CMOS成像平面倾斜
•   3.5 CMOS灰度响应不一致性
• 4 数值仿真分析
•   4.1 蒙特卡洛仿真
•   4.2 单一因素对方位测量的影响
•   4.3 综合因素对方位测量的影响
• 5 实验与讨论
• 6 结论

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 万振华,赵开春,褚金奎

关键词: 偏振成像,主点偏移,平面倾斜,灰度响应不一致

来源: 光学精密工程 2019年08期

年度: 2019

分类: 工程科技Ⅱ辑,基础科学,信息科技

专业: 物理学,电信技术,自动化技术

单位: 大连理工大学机械工程学院,清华大学精密仪器系

基金: 教育部联合基金资助项目(No.6141A02022606),国家自然科学基金资助项目(No.51675076)

分类号: TP212;O436.3;TN96

页码: 1688-1696

总页数: 9

文件大小: 494K

下载量: 174