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针对当前偏振成像方法的实时性不好、能量利用率低以及分辨率不高等问题,提出了一种非共轴四通道偏振成像方法。该方法通过4个通道采集不同偏振方向的图像来融合计算偏振度图像。数值仿真分析了影响系统偏振成像结果的通道间距、通道平行度和偏振片检偏角度误差,得出了满足偏振成像精度达到1%的系统参数容限。在实验研究方面,研制出了非共轴四通道的偏振成像系统,并对室外距离约为50m的车辆进行了实验。实验证明了该系统可以有效地对目标进行偏振成像。