车牌识别系统已经在高速路口、城市交通管理中得到广泛应用。在雾霾天气环境下,车牌识别系统获取的车牌图像模糊不清,无法准确的识别出车牌信息。偏振成像技术可以获取雾霾天气下目标的偏振信息,具备重构目标图像的优势。本文针对雾霾天气下车牌识别系统无法识别车牌的问题,设计了一种用于雾天车牌识别的偏振成像系统,提出了一种利用目标和大气偏振信息的偏振图像重构方法,实现了雾霾天气环境下的车牌识别。在不同天气环境下开展了外场探测实验,结果表明,本系统能有效提高雾天车牌识别的准确性。本文主要工作内容如下:(1)分析了分焦平面偏振成像的原理和误差来源,针对分焦平面偏振成像的偏振方向误差和偏振响应不一致性进行像素级标定。通过系统误差分析实验,验证了本文标定方法可以有效提升分焦平面偏振成像的偏振信息获取精度;(2)提出了一种利用目标和大气偏振信息的偏振图像重构方法,基于偏振图像中的目标光偏振信息和大气光偏振信息构建偏振图像重构模型,采用融合图像梯度信息的高斯滤波方法估算大气光强和目标光强,并分别计算大气光偏振度和目标光偏振度,实现了利用偏振信息的去雾处理;(3)设计了一种用于雾天车牌识别的偏振成像系统,在分焦平面偏振成像标定和偏振图像重构算法的基础上搭建了偏振成像系统,开发了偏振成像系统软件,具备偏振图像采集、偏振图像重构处理和车牌识别功能。开展了外场探测实验,实验结果表明,偏振成像系统在雾霾天气环境下能有效提升车牌识别的准确性。