一种偏振成像水下装置与目标探测方法
阅读说明：本技术 一种偏振成像水下装置与目标探测方法 (Polarization imaging underwater device and target detection method ) 是由 徐国明 夏乐雯 夏朝阳 葛赓 于 2021-08-26 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种偏振成像水下装置与目标探测方法,涉及偏振成像仪技术领域,包括进行装配偏振成像仪和进行装配在偏振成像仪上的探测头,其中偏振成像仪至少包括信息传输至服务端,探测头至少包括装配线偏振片,进行基于集束光源作为水下照明建立非均匀光场,在距离目标场景的同一位置对目标场景进行不同角度的偏振图采集,并完成信息传输。本发明在距离目标场景的同一位置对目标场景进行不同角度的偏振图采集,并完成信息传输,其目标探测图像精准度高,且可适应不同环境下使用需求,此外使用寿命高。(The invention discloses a polarization imaging underwater device and a target detection method, which relate to the technical field of polarization imaging instruments and comprise a polarization imaging instrument and a detection head, wherein the polarization imaging instrument is assembled and the detection head is assembled on the polarization imaging instrument, the polarization imaging instrument at least comprises information transmission to a server side, the detection head at least comprises an assembly line polaroid, a non-uniform light field is established by taking a beam converging light source as underwater illumination, polarization diagrams of different angles are acquired at the same position away from a target scene, and information transmission is completed. The invention collects the polarization diagrams of different angles of the target scene at the same position away from the target scene and completes information transmission, and the target detection image has high precision, can adapt to the use requirements under different environments, and has long service life.)
技术领域
本发明涉及偏振成像仪技术领域，具体为一种偏振成像水下装置与目标探测方法。
背景技术
偏振成像技术是近十几年来发展起来的新型目标探测技术，应用偏振成像技术不仅可以表征一些自然目标物体的粗糙度、湿度、材料理化特性等信息，而且在水下目标探测时可以不同程度的减少进入探测器的后向散射光和目标反射光，大部分后向散射光被滤去而大部分目标反射光能够到达探测器，即目标反射光的入射比例得到提高，在探测器上形成的图像对比度得到提高，所以采用偏振成像技术能够在很大程度上提高图像的清晰度，进而增大探测距离和探测深度；因此，偏振成像技术在水下成像领域具有良好的发展和广阔的应用前景。
但是，在实际应用中我们发现，传统的偏振成像仪仍然存在有一定的不足之处，比如，传统的偏振成像仪防水效果较差，应用于水下成像领域时还需要设计专业的防水外壳，而普通的偏振成像仪局限于防水性能并无法直接应用于水下探测。
基于此，我们提出了一种偏振成像水下装置与目标探测方法，希冀解决现有技术中的不足之处。
发明内容
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了一种偏振成像水下装置与目标探测方法，具备能够使不具备防水功能的偏振成像仪直接应用于水下探测的优点。
(二)技术方案
为实现上述能够使不具备防水功能的偏振成像仪直接应用于水下探测的目的，本发明提供如下技术方案：
本发明一个方面：
一种偏振成像水下装置，包括偏振成像仪和设置在偏振成像仪上的探测头，还包括相互连接的上壳体和下壳体，所述偏振成像仪设置在上壳体与下壳体之间；
所述上壳体左端底部的中心处开设有第一弧形槽，所述第一弧形槽的内壁设置有第一卡垫，所述下壳体左端顶部的中心处开设有第二弧形槽，所述第二弧形槽的内壁设置有第二卡垫；
所述下壳体外壁的顶部固定安装有下连接板，所述上壳体外壁的底部固定安装有上连接板，所述下连接板的顶部设置有外密封垫，所述上连接板的底部开设有与所述外密封垫相耦合的密封槽。
作为本发明的一种优选技术方案，所述探测头的形状是圆筒状，所述第一卡垫与第二卡垫之间组成一个圆形环，且圆形环的内径与探测头的直径相耦合。
作为本发明的一种优选技术方案，所述上壳体底部的边缘处和下壳体顶部的边缘处均设置有内密封垫。
作为本发明的一种优选技术方案，所述外密封垫的高度大于密封槽的深度；所述密封槽内顶壁的两侧形成有侧槽。
作为本发明的一种优选技术方案，所述下连接板的内部均匀开设有螺纹槽，所述螺纹槽的内壁螺纹连接有螺栓，所述上连接板的底部均匀开设有与所述螺栓相耦合的连接槽，所述螺栓的顶端穿过螺纹槽螺纹连接在连接槽的内壁上。
作为本发明的一种优选技术方案，所述上壳体的内顶壁和下壳体的内底壁均匀设置有固定筒，所述固定筒的内部活动设置有压柱，所述偏振成像仪设置在上下两层压柱之间。
作为本发明的一种优选技术方案，所述压柱位于固定筒内的一端固定安装有压板，所述压板与固定筒的内壁之间固定连接有弹簧。
本发明另一个方面：
一种偏振成像水下目标探测方法，用于偏振成像水下装置的目标探测方法，包括以下步骤：
步骤S1预先进行装配偏振成像仪和进行装配在偏振成像仪上的探测头，其中偏振成像仪至少包括信息传输至服务端，探测头至少包括装配线偏振片；
步骤S2，进行耦合相互连接的上壳体与下壳体，其中包括上壳体与下壳体装配相互匹配的外密封垫和密封槽，并进行对上壳体与下壳体内设置固定筒，其固定筒内至少包括弹簧进行缓冲；
步骤S3，再基于上壳体与下壳体进行对偏振成像仪和探测头进行压合，完成偏振成像仪的装配；
步骤S4，进行基于集束光源作为水下照明建立非均匀光场，在距离目标场景的同一位置对目标场景进行不同角度的偏振图采集，并完成信息传输。
(三)有益效果
与现有技术相比，本发明提供了一种偏振成像水下装置与目标探测方法，具备以下有益效果：
1、该偏振成像水下装置，偏振成像仪位于上壳体和下壳体的内部，上壳体与下壳体之间通过螺栓相连接，拧动螺栓使螺栓逐渐旋进连接槽中，便能够稳定的连接起上壳体和下壳体；
当拧动螺栓使螺栓逐渐旋进连接槽中时，第一卡垫和第二卡垫会逐渐卡紧偏振成像仪的探测头，从而使得探测头处密封，防止进水；
当拧动螺栓使螺栓逐渐旋进连接槽中时，上壳体底部边缘处的内密封垫和下壳体顶部边缘处的内密封垫相互贴紧，从而起到密封的作用，防止进水；
当拧动螺栓使螺栓逐渐旋进连接槽中时，下连接板顶部的外密封垫会逐渐卡到密封槽中，从而能够进一步的对上壳体与下壳体之间的缝隙进行密封；当下连接板与上连接板之间完全贴合时，由于外密封垫的高度大于密封槽的深度，所以外密封垫会在密封槽内因挤压产生形变，产生的形变填充侧槽，完全塞满密封槽和侧槽，从而达到优异的防水效果。
2、该偏振成像水下装置，上壳体的内顶壁和下壳体的内底壁均设置有固定筒，偏振成像仪放置在两层固定筒之间，当拧动螺栓使螺栓逐渐旋进连接槽中时，两层固定筒朝向偏振成像仪相互靠近会向内挤压压柱，压柱被压动通过压板会压缩弹簧，从而产生顶紧力，利用弹簧产生的顶紧力能够使压柱紧紧的顶住偏振成像仪，既便于固定偏振成像仪的位置，在摔落时还能够起到缓冲保护的作用。
3、偏振成像水下目标探测方法，通过预先进行装配偏振成像仪和进行装配在偏振成像仪上的探测头，并进行偏振成像仪搭建信息传输至服务端，探测头搭建装配线偏振片，并进行耦合相互连接的上壳体与下壳体，其中上壳体与下壳体装配相互匹配的外密封垫和密封槽，对上壳体与下壳体内设置固定筒，固定筒内装配弹簧进行缓冲，再基于上壳体与下壳体进行对偏振成像仪和探测头进行压合，完成偏振成像仪的装配，在进行基于集束光源作为水下照明建立非均匀光场，在距离目标场景的同一位置对目标场景进行不同角度的偏振图采集，并完成信息传输，其目标探测图像精准度高，且可适应不同环境下使用需求，此外使用寿命高。
附图说明
图1为本发明整体结构的立体示意图；
图2为本发明下连接板和上连接板部分的剖视图；
图3为本发明下壳体部分的俯视图；
图4为本发明固定筒部分的剖视图；
图5为本发明偏振成像水下目标探测方法的流程示意图。
图中：1、偏振成像仪；2、探测头；3、上壳体；4、下壳体；5、第一弧形槽；6、第一卡垫；7、第二弧形槽；8、第二卡垫；9、内密封垫；10、下连接板；11、上连接板；12、外密封垫；13、密封槽；14、侧槽；15、螺纹槽；16、螺栓；17、连接槽；18、固定筒；19、压柱；20、压板；21、弹簧。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一：
请参阅图1-图3，一种偏振成像水下装置，包括偏振成像仪1和设置在偏振成像仪1上的探测头2，还包括相互连接的上壳体3和下壳体4，偏振成像仪1设置在上壳体3与下壳体4之间，上壳体3和下壳体4对偏振成像仪1的包裹起到了防水的作用，使不具备防水功能的偏振成像仪1也可以应用于水下探测领域，不需要设计专业的防水外壳，节约了成本；
下壳体4外壁的顶部固定安装有下连接板10，上壳体3外壁的底部固定安装有上连接板11，下连接板10的内部均匀开设有螺纹槽15，螺纹槽15的内壁螺纹连接有螺栓16，上连接板11的底部均匀开设有与螺栓16相耦合的连接槽17螺栓16的顶端穿过螺纹槽15螺纹连接在连接槽17的内壁上，上壳体3与下壳体4之间通过螺栓16相连接，拧动螺栓16使螺栓16逐渐旋进连接槽17中，便能够稳定的连接起上壳体3和下壳体4；
上壳体3左端底部的中心处开设有第一弧形槽5，第一弧形槽5的内壁设置有第一卡垫6，下壳体4左端顶部的中心处开设有第二弧形槽7，第二弧形槽7的内壁设置有第二卡垫8，探测头2的形状是圆筒状，第一卡垫6与第二卡垫8之间组成一个圆形环，且圆形环的内径与探测头2的直径相耦合，当拧动螺栓16使螺栓16逐渐旋进连接槽17中时，第一卡垫6和第二卡垫8会逐渐卡紧偏振成像仪1的探测头2，从而使得探测头2处密封，防止进水；
上壳体3底部的边缘处和下壳体4顶部的边缘处均设置有内密封垫9，当拧动螺栓16使螺栓16逐渐旋进连接槽17中时，上壳体3底部边缘处的内密封垫9和下壳体4顶部边缘处的内密封垫9相互贴紧，从而起到密封的作用，防止进水；
下连接板10的顶部设置有外密封垫12，上连接板11的底部开设有与外密封垫12相耦合的密封槽13，当拧动螺栓16使螺栓16逐渐旋进连接槽17中时，下连接板10顶部的外密封垫12会逐渐卡到密封槽13中，从而能够进一步的对上壳体3与下壳体4之间的缝隙进行密封；
外密封垫12的高度大于密封槽13的深度，密封槽13内顶壁的两侧形成有侧槽14，当下连接板10与上连接板11之间完全贴合时，由于外密封垫12的高度大于密封槽13的深度，所以外密封垫12会在密封槽13内因挤压产生形变，产生的形变填充侧槽14，完全塞满密封槽13和侧槽14，从而达到优异的防水效果。
实施例二：
请参阅图4，在实施例一的基础上，上壳体3的内顶壁和下壳体4的内底壁均匀设置有固定筒18，固定筒18的内部活动设置有压柱19，偏振成像仪1设置在上下两层压柱19之间，压柱19位于固定筒18内的一端固定安装有压板20，压板20与固定筒18的内壁之间固定连接有弹簧21；
上壳体3的内顶壁和下壳体4的内底壁均设置有固定筒18，偏振成像仪1放置在两层固定筒18之间，当拧动螺栓16使螺栓16逐渐旋进连接槽17中时，两层固定筒18朝向偏振成像仪1相互靠近会向内挤压压柱19，压柱19被压动通过压板20会压缩弹簧21，从而产生顶紧力，利用弹簧21产生的顶紧力能够使压柱19紧紧的顶住偏振成像仪1，既便于固定偏振成像仪1的位置，在摔落时还能够起到缓冲保护的作用。
本发明的工作原理及使用流程：
偏振成像仪1位于上壳体3和下壳体4的内部，上壳体3与下壳体4之间通过螺栓16相连接，拧动螺栓16使螺栓16逐渐旋进连接槽17中，便能够稳定的连接起上壳体3和下壳体4；
当拧动螺栓16使螺栓16逐渐旋进连接槽17中时，第一卡垫6和第二卡垫8会逐渐卡紧偏振成像仪1的探测头2，从而使得探测头2处密封，防止进水；
当拧动螺栓16使螺栓16逐渐旋进连接槽17中时，上壳体3底部边缘处的内密封垫9和下壳体4顶部边缘处的内密封垫9相互贴紧，从而起到密封的作用，防止进水；
当拧动螺栓16使螺栓16逐渐旋进连接槽17中时，下连接板10顶部的外密封垫12会逐渐卡到密封槽13中，从而能够进一步的对上壳体3与下壳体4之间的缝隙进行密封；
当下连接板10与上连接板11之间完全贴合时，由于外密封垫12的高度大于密封槽13的深度，所以外密封垫12会在密封槽13内因挤压产生形变，产生的形变填充侧槽14，完全塞满密封槽13和侧槽14，从而达到优异的防水效果；
上壳体3的内顶壁和下壳体4的内底壁均设置有固定筒18，偏振成像仪1放置在两层固定筒18之间，当拧动螺栓16使螺栓16逐渐旋进连接槽17中时，两层固定筒18朝向偏振成像仪1相互靠近会向内挤压压柱19，压柱19被压动通过压板20会压缩弹簧21，从而产生顶紧力，利用弹簧21产生的顶紧力能够使压柱19紧紧的顶住偏振成像仪1，既便于固定偏振成像仪1的位置，在摔落时还能够起到缓冲保护的作用。
实施例三：
请参阅5，一种偏振成像水下目标探测方法，用于偏振成像水下装置的目标探测方法，包括以下步骤：
步骤S1预先进行装配偏振成像仪和进行装配在偏振成像仪上的探测头，其中偏振成像仪至少包括信息传输至服务端，探测头至少包括装配线偏振片；
步骤S2，进行耦合相互连接的上壳体与下壳体，其中包括上壳体与下壳体装配相互匹配的外密封垫和密封槽，并进行对上壳体与下壳体内设置固定筒，其固定筒内至少包括弹簧进行缓冲；
步骤S3，再基于上壳体与下壳体进行对偏振成像仪和探测头进行压合，完成偏振成像仪的装配；
步骤S4，进行基于集束光源作为水下照明建立非均匀光场，在距离目标场景的同一位置对目标场景进行不同角度的偏振图采集，并完成信息传输。
具体的，通过预先进行装配偏振成像仪和进行装配在偏振成像仪上的探测头，并进行偏振成像仪搭建信息传输至服务端，探测头搭建装配线偏振片，并进行耦合相互连接的上壳体与下壳体，其中上壳体与下壳体装配相互匹配的外密封垫和密封槽，对上壳体与下壳体内设置固定筒，固定筒内装配弹簧进行缓冲，再基于上壳体与下壳体进行对偏振成像仪和探测头进行压合，完成偏振成像仪的装配，在进行基于集束光源作为水下照明建立非均匀光场，在距离目标场景的同一位置对目标场景进行不同角度的偏振图采集，并完成信息传输，其目标探测图像精准度高，且可适应不同环境下使用需求，此外使用寿命高。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
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