水下天空偏振光视频采集实验装置设计与应用

水下天空偏振信息的获取是水下潜航器实现偏振光导航的重要基础,为此搭建一种水下偏振相机采集天空偏振分布的实验装置,用于采集天空光经过水面折射后的水下偏振分布。实验装置分为防水外壳和偏振光传感器两部分。防水外壳的设计主要从材质、质量和密闭性考虑,偏振光传感器的核心是通过程序实现工控机控制偏振相机拍摄0°、45°、90°、135°的偏振图像和斯托克斯的4个矢量图像。结合计算机技术,利用相关算法计算偏振角、偏振度和偏振方位角。结果表明,偏振度和偏振角在太阳子午线上呈对称分布,太阳附近的偏振度最小,并以环状向外增大。该装置采集的数据能够有效提取太阳的方位信息。