светового луча и оптического устройства, через которое проходит свет,
и позволяет вычислить результат этого взаимодействия [13]. Выраже-
ние, определяющее характеристики оптического устройства, называ-
ется матрицей Мюллера, которая состоит из четырех строк и четы-
рех столбцов. Вектор Стокса световой волны на выходе оптического
устройства определяется путем перемножения матрицы Мюллера и
вектора Стокса входного луча.
Матрица Мюллера для используемого линейного поляризационно-
го фильтра имеет вид [11]
M =
1
2
⎡
⎢⎢⎣
1
C
2
S
2
0
C
2
C
2
2
C
2
S
2
0
S
2
C
2
S
2
S
2
2
0
0 0 0 0
⎤
⎥⎥⎦
,
где
C
2
= cos 2
φ
;
S
2
= sin 2
φ
.
С учетом этого для вектора Стокса световой волны на выходе филь-
тра справедливо следующее выражение:
⎡
⎢⎢⎣
I
C
(
φ
)
Q
C
(
φ
)
U
C
(
φ
)
V
C
(
φ
)
⎤
⎥⎥⎦
= M
⎡
⎢⎢⎣
I
Q
U
V
⎤
⎥⎥⎦
=
1
2
⎡
⎢⎢⎣
I
+
QC
2
+
US
2
IC
2
+
QC
2
2
+
UC
2
S
2
IS
2
+
QC
2
S
2
+
US
2
2
0
⎤
⎥⎥⎦
.
Матрица фотокамеры нечувствительна к поляризации света и ре-
агирует только на его интенсивность, следовательно, из полученного
вектора Стокса выбираем первый параметр и записываем выражение
для модели регистрируемого сигнала
I
C
(
φ
) =
1
2
[
I
+
Q
cos 2
φ
+
U
sin 2
φ
]
.
(1)
Для реализации предлагаемого метода необходимо вычислить па-
раметры Стокса для света, отраженного от поверхности рельса. В ра-
боте [11] предложено поместить на пути луча детектор и с использо-
ванием линейного поляризационного фильтра провести три измерения
интенсивности: без фильтра
I
1
; с горизонтальным расположением оси
пропускания фильтра
I
2
; с расположением оси фильтра под углом 45
◦
I
3
. Затем находятся оценки параметров поляризации
˜
I
=
I
1
; ˜
Q
=
I
2
−
I
1
; ˜
U
=
I
3
−
I
1
.
Параметр
V
, определяющий циркулярную поляризацию, не может
быть измерен с помощью только линейного поляризационного филь-
тра, поэтому в предлагаемом методе не применяется.
В связи с тем что снятие (установка) фильтра может вызвать пе-
ремещение фотокамеры и нарушить кадрирование, а также для повы-
шения точности измерений была использована усовершенствованная
ISSN 1812-3368. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Естественные науки”. 2013. № 4
61
