国防科技大学智能科学学院孙备团队在《IEEE Transactions on Instrumentation & Measurement》发表了题为“Assembling, Calibration and Application of a Multispectral Polarimetric Vision System for Small UAVs”的研究论文,该研究基于长光禹辰公司自主研发的MS600 Pro多光谱相机,通过金属线栅偏振片贴片设置成450nm、555nm、660nm、720nm、750nm、840nm共6个波段上,每个波段0°、45°、90°和135°4个方向的光谱偏振相机,最终搭载在大疆M300无人机,获取了林地背景目标的多光谱偏振图像数据,并开展了目标数据分析,验证了相较于可见光具有更好的同色目标可分性。
多波段偏振成像技术将多波段成像与偏振成像技术相结合,这种方法不仅能够捕获目标在不同波长下的光强分布,展示物体的亮度和颜色,还能获取每个波段下目标的偏振状态,进一步揭示了目标的形状、表面粗糙度、纹理方向以及物理和化学属性等详细信息。通过整合偏振信息与多波段数据进行成像,可极大提升复杂环境下的目标特性分析与理解能力,尤其在遥感探测、医学诊断、环境监测、智慧农业等多个复杂领域的目标识别分析等应用场景。
MS600 Pro改进版多光谱偏振相机基于分通道形式设计实现,在对其进行光谱辐射和偏振消光比等参数标校基础上,由大疆M300无人机搭载,获取典型丛林背景目标的多光谱偏振影像。基于偏振度参数分析的结果展示,偏振光谱数据相较于可见光数据在对地物同色目标分析与识别任务重具有更好性能,论文探索了基于光谱偏振度参数对不同背景/目标二值分割的能力。
结果显示:基于不同偏振光谱通道数据,原本可见光下的同色难分辨目标,在不同偏振-光谱组合伪色彩下,背景-目标视觉对比度有显著提升,更有利于目标检测任务。2.不同背景-目标偏振度参数在450nm、555nm、660nm、720nm、750nm、840nm 6个波段上的差异,为复杂背景下目标区分的敏感波段选取设计提供支撑。
研究表明,偏振光谱数据对于同色目标具有更好的可分性,用于目标二值化分割的精度更高。通过小型无人机载方式,偏振光谱相机在智慧农业、隐蔽视觉等更多复杂领域目标识别分析应用具有潜在应用价值。
附:
[1]论文信息:Bei Sun, MengXi Xu, RunZe Guo, et al., Assembling, Calibration, and Application of a Multispectral Polarimetric Vision System for Small UAVs. IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement, vol. 74, pp. 1-16, 2025,
[2]论文全文链接:https://ieeexplore.ieee.org/abstract/document/11277296