探針旋轉(zhuǎn)式偏振信息獲取裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及光學儀器技術領域，具體涉及一種面向水下目標的探針旋轉(zhuǎn)式偏振信息獲取裝置。
【背景技術】
[0002]在水下環(huán)境中，由于水體對光的吸收和散射作用較大，光能量在水中衰減迅速，水下40米的深度時，自然光中只有黃綠光存在，成像偏振測量技術把信號量從三維，即光強、光譜以及空間擴充到七維，即光強、光譜、空間、偏振度、偏振方位角以及偏振頻率，在水下利用偏振成像技術能同時得到直觀的各偏振參數(shù)灰度圖和各觀測點的詳細偏振數(shù)據(jù)信號。因此，基于偏振成像設備對水下偏振信息采集將在未來的水下探測中具有廣泛應用前景。
[0003]但在水下場景中，傳統(tǒng)采集設備應用在水下時，無法得到詳盡的目標信息。在此背景下，本實用新型針對水下場景應用需求，提出了一種探針旋轉(zhuǎn)式偏振信息獲取裝置，可以快速、方便的獲得目標偏振圖像，且更有效的用于表征目標偏振信號的偏振參數(shù)及其計算方法。
【實用新型內(nèi)容】
[0004]鑒于此，本實用新型針對現(xiàn)有技術中存在的上述或其他缺陷，提出一種探針旋轉(zhuǎn)式偏振信息采集裝置，其對水下目標的偏振圖像進行采集、通過對旋轉(zhuǎn)鏡頭和相機等各模塊進行控制，能夠快速、方便的獲得目標偏振圖像。
[0005]為了解決上述問題，本實用新型采用的技術方案為:一種探針旋轉(zhuǎn)式偏振信息獲取裝置，包括偏振圖像采集模塊、主控模塊、顯示終端和供電電源；所述偏振圖像采集模塊，包括一相機、設置在所述相機前的偏振旋轉(zhuǎn)鏡頭、獲取所述旋轉(zhuǎn)鏡頭旋轉(zhuǎn)到位信號的信號發(fā)射裝置和信號接收裝置、以及驅(qū)動所述旋轉(zhuǎn)鏡頭旋轉(zhuǎn)的步進電機；所述主控模塊分別與所述相機、信號接收裝置、步進電機和顯示終端連接；所述供電電源分別與所述偏振圖像采集模塊和主控模塊連接。
[0006]作為優(yōu)選，所述旋轉(zhuǎn)鏡頭包括由兩個偏振片組成的偏振鏡，前一偏振片通過螺絲固定，后一偏振片為可轉(zhuǎn)動偏振片，與所述步進電機傳動連接，所述后一偏振片外圈材質(zhì)為金屬材質(zhì)且外圈上設有三個觸片，相鄰兩觸片的夾角為120度。
[0007]作為優(yōu)選，所述信號發(fā)射裝置和信號接收裝置分別連有金屬探針，信號發(fā)射裝置所連金屬探針始終接觸所述可轉(zhuǎn)動偏振片外圍的金屬層，所述信號接收器所連金屬探針在所述可轉(zhuǎn)動偏振片轉(zhuǎn)動時可觸碰到所述觸片。
[0008]作為優(yōu)選，所述主控模塊包括FPGA芯片、D/A轉(zhuǎn)換器和串行接口 ；所述FPGA芯片包括處理器和緩存區(qū)，所述處理器設有采集控制模塊、存儲控制模塊和顯示控制模塊；所述偏振圖像采集模塊與所述FPGA芯片的輸入端口相連，所述FPGA芯片輸出端口經(jīng)過所述D/A轉(zhuǎn)換器和串行接口與所述顯示終端的端口相連。
[0009]有益效果:本實用新型通過主控模塊輸出控制信號控制步進電機旋轉(zhuǎn)來調(diào)整偏振片旋轉(zhuǎn)角度，信號發(fā)射裝置所連金屬探針始終接觸可轉(zhuǎn)動偏振片外圍的金屬層，偏振片旋轉(zhuǎn)時，當信號接收裝置所連金屬探針觸碰到偏振片邊緣的觸片形成一回路，信號接收裝置便接收到電信號，主控模塊接收到信號接收裝置的信號后控制相機采集目標偏振圖像信息。與現(xiàn)有技術相比，本實用新型結構設計合理，可以有效的實現(xiàn)水下目標偏振信息采集與圖像顯示，并節(jié)省處理時間和存儲空間。
【附圖說明】
[0010]為了使本實用新型的內(nèi)容更容易被清楚的理解，下面根據(jù)的具體實施例并結合附圖，對本實用新型作進一步詳細的說明，其中:
[0011]圖1為本實用新型實施例的結構示意圖；
[0012]圖2為本實用新型實施例偏振圖像采集模塊的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0013]結合附圖對本實用新型作進一步的描述如下:
[0014]如圖1所示，為本實用新型實施例公開的一種探針旋轉(zhuǎn)式偏振信息獲取裝置主要由偏振圖像采集模塊、主控模塊，顯示終端，供電電源組成。其中偏振圖像采集模塊包括旋轉(zhuǎn)鏡頭、信號發(fā)射/接收裝置、步進電機和單個CMOS相機。主控模塊包括內(nèi)嵌N1sII處理器的FPGA芯片、D/A轉(zhuǎn)換器、RS232串行接口。其中內(nèi)嵌N1sII處理器包含采集控制模塊，存儲控制模塊，顯示控制模塊，并完成對各個模塊的時序控制功能。
[0015]相機在I2C總線和觸發(fā)脈沖的控制下完成對目標圖像的信息采集，拍攝的圖像存儲在FPGA的緩存區(qū)中。FPAG內(nèi)嵌的N1sII處理器的各控制模塊控制所述的各模塊，采集控制模塊獲取目標偏振信息，存儲到FPGA的圖像數(shù)據(jù)緩存區(qū)中，F(xiàn)PGA輸出端口連接D/A轉(zhuǎn)換器，然后通過RS232串行接口與DB9連接端口相連，連接PC機，在PC上進行圖像的處理、顯示。供電模塊與各模塊相連，對各模塊進行供電。
[0016]如圖2所示，旋轉(zhuǎn)鏡頭與信號發(fā)射/接收裝置相結合成聯(lián)動裝置，其中，旋轉(zhuǎn)鏡頭包括兩個偏振片組成的偏振鏡，前一偏振片I用上下左右四個螺絲固定在防護罩，兩個偏振片外圈材質(zhì)均為金屬材質(zhì)且后一偏振片2帶有齒輪，當形成相應O度、60度、120度偏振時，后一偏振片2外圈相應位置有一觸片3，觸片3為金屬、材質(zhì)柔軟，步進電機帶動后一偏振片2轉(zhuǎn)動時，觸片3不會阻礙其轉(zhuǎn)動。
[0017]信號發(fā)射裝置所連金屬探針4始終接觸可轉(zhuǎn)動偏振片(后一偏振片2)外圍的金屬層，當信號接收裝置所連金屬探針5觸碰到可轉(zhuǎn)動偏振片邊緣的觸片形成一回路，信號接收裝置接收到電信號，發(fā)送給FPGA —個脈沖信號，接收到脈沖信號后，F(xiàn)PGA給相機一個脈沖信號，觸發(fā)CMOS相機獲取目標信息。觸發(fā)CMOS相機時鏡頭前面分別為O度偏振片，60度偏振片，120度偏振片，能夠精確地控制偏振角度，獲得所需的圖像。
[0018]FPGA芯片內(nèi)嵌處理器中功能模塊包括采集控制模塊，存儲控制模塊和顯示控制模塊。下面詳細敘述每個模塊的功能:
[0019]采集控制模塊完成對偏振圖像采集模塊的控制，系統(tǒng)