بخشی از مقاله
چکیده –
در این مقاله نتایج بدست امده از بررسی و ساخت سامانه اي آمده است که با استفاده از تحلیل پلاریزاسیون - قطبش - نور بازتاب شده از اجسام، اطلاعاتی در مورد جنس و نحوه قرارگیري اجسام به ناظر می دهد. نکته اي که در سامانه ي یادشده استفاده شده است این است که میزان بازتابش دو مولفه قطبش نور با یکدیگر متفاوتند ومیزان این تفاوت بستگی به ضریب شکست و زاویه تابش نور به جسم بازتاب کننده دارد. لذا با بررسی دو مولفه قطبش نور می توان اطلاعاتی در مورد جنس و تفاوت اجسامی که از نظر شدت نوربازتابشی با هم یکسان هستند به دست اورد.
کلید واژه- پلاریزاسیون - قطبش - ، دوربین قطبشی ، پردازش تصویر ، استتار
-1 مقدمه
یکی از روشهاي بدست اوردن اطلاعات از محیط مشاهده - تصویر برداري - می باشد. از تصویري که گرفته می شود اطلاعاتی بدست می اید که میزان این اطلاعات وابسته است به : نوع تصویر - مرئی ، IR، UV ، X و ... - ، کیفیت ، میزان پردازش تصویر و زمان و مکان تصویر برداري و .... تصاویر می توانند در نواحی طول موجی مختلف گرفته شوند مثلا در ناحیه مرئی و یا در ناحیه مادون قرمز نزدیک ، میانی و یا دور ، UV و .. و بسته به اینکه در کدام ناحیه طول موجی تصویر برداري انجام می شود می بایست اشکار سازها و قطعات اپتیکی و پردازش تصویري مناسب انتخاب شود. نور یک موج الکترومغناطیسی است : داراي دامنه، طول موج و پلاریزاسیون و آنچه که به طور معمول در تصاویر بررسی و ضبط می شود شدت نور - دامنه موج الکترو مغناطیسی - و رنگ - طول موج - می باشد. به این ترتیب پارامتر پلاریزاسیون نور باقی می ماند که چشم انسان و دوربینهاي معمولی قادر به تحلیل و اندازه گیري ان نیستند.[1]
انچه که در این تحقیق امده در مورد تصویر برداري در باند مرئی می باشد. اگر منابع تابش را به حساب نیاوریم ، همه می دانند که در ناحیه مرئی مشاهده اجسام از طریق نور باز تاب شده از سطح انها می باشد. از طرف دیگر بر اساس معادلات فرنل براي هر مولفه پلاریزاسیون نور مقدار ضریب بازتابش متفاوت می باشد.[1] بر اساس معادلات فرنل براي جسمی با ضریب رسانایی صفر - دي الکتریک - مولفه هاي عبوري و بازتابشی از سطح براي مولفه هاي S و P پلاریزاسیون برابرند با: [1] که AC و A⊥ دامنه میدان موازي و عمود بر صفحه تابش ، TCو T⊥ ضریب عبور براي مولفه هاي موازي و عمود بر صفحه تابش ، R⊥ و RC ضریب بازتابش براي مولفه هاي عمود و موازي بر صفحه تابش می باشند.
از معادلات بالا معلوم می شود که براي دو مولفه پلاریزاسیون نور مقدار بازتابش و عبور متفاوت می باشد و لذا اگر نوري غیر قطبیده را به سطحی بتابانیم ، نور بازتابشی و نور عبوري به صورت جزئی قطبیده می شوند - مگر اینکه تابش عمودي و یا مماسی باشد - . میزان قطبیدگی نور بازتاب شده و جهت پلاریزاسیون آن وابسته به زاویه تابش و ضرایب شکست دو محیط می باشد - شکل. - 1 وابستگی به ضریب شکست یعنی وابستگی به جنس مواد و این همان نکته اي است که ما از ان استفاده می کنیم. دوربین قطبشی دوربینی است که نور ورودي به آن ابتدا از یک قطبشگر می گذرد و جهت این قطبشگر تغییر می کند و با توجه به اینکه نور بازتابشی از اجسامی با جنسهاي متفاوت داراي درجه قطبیدگی و جهت قطبش متفاوتی می باشند در جهتهاي خاصی که پلاریزور قرار می گیرد شدت نور رسیده از اجسامی با جنسهاي مختلف - که بدون بررسی پلاریزاسیون قابل تشخیص نیستند - متفاوت می گردد.[2] سیستم می تواند اکتیو یا پسیو باشد. اگر منبع نور خورشید و یا منابع طبیعی دیگر باشند سیستم پسیو است و در چنین سیستمی چون زاویه تابش ثابت نیست مشکلاتی وجود دارد اما در سیستم اکتیو که منبع نور قابل کنترل است و در مکان ثابتی قرار دارد و در نتیجه زاویه تابش و بازتابش براي تمام تصاویر یکسان می باشد.[3]
-2آرایش تجربی :
.براي بررسی این موضوع آرایش تجربی زیر چیده شد، که شامل یک دوربین - - ccd و یک سیستم که پلاریزاسیون نور را کنترل می کند و یک بخش الکترونیک براي همزمان سازي سیستم کنترلر پلاریزاسیون و - . CCD به دلیل کاربردي بودن این سیستم در زمینه نظامی از بیان جزئیات سیستم خود داري شده است - شکل .2 تصاویر بدست امده براي پردازش به پردازنده داده می شوند تا پردازش لازم - که داراي الگوریتم خاصی می باشد - بر روي آنها انجام شود. براي بدست امدن یک تصویر نهایی که در ان اجسامی با جنسهاي متفاوت قابل تشخیص شده باشند حد اقل دو یا سه تصویر اولیه لازم است که براي هر کدام از انها جهت پلاریزاسیون نور متفاوت می باشد.
-3 نتیجه گیري
الف تصویر بدست امده بدون استفاده از دوربین قطبشی و شکل 2 ب تصویر بدست امده با استفاده از دوربین قطبشی می باشند و با مقایسه دو تصویر می توان پی به کارایی و قدرت یک دوربین قطبشی برد.
برگهاي مصنوعی
برگهاي مصنوعی
شکل 2 ب : تصویر بالا با استفاده از یک دوربین قطبشی بعد از پردازش تصویر- مشاهده می شود که برگهاي مصنوعی از برگهاي طبیعی قابل تشخیص شده اند به این ترتیب می توان از دوربین قطبشی براي تشخیص تفاوت جنسهاي موجود در تصویر استفاده کرد و به عبارتی می توان از آن براي تشخیص اجسام استتار شده - شکل 2 الف و ب - و یا تشخیص تجهیزات واقعی از غیر واقعی - ماکتها - استفاده نمود.[4-3]یکی دیگر از کاربردهاي ان که بررسی و مشاهده شده است حذف نور بازتابشی از سطوح شفاف و مشاهده آن سوي آنها می باشدکه در شکل 3 الف و ب و شکل 4 الف و ب یک نمونه از این نوع کاربردآاورده شده است. دوربین قطبشی داراي کاربردهاي متفاوتی در زمینه هاي نظامی و غیر نظامی می باشد و از آن جمله می توان دوربین ضد استتار و دوربین مین یاب را نام برد.
