在遥感探测中,能有效的将伪装目标从复杂背景中检测出来,具有重要的研究意义。成像是目标检测的主要信息获取方式。传统的目标检测方法是分析探测区域的可见光图像从而找出伪装目标,但单一的光强成像由于受环境影响大,信息量小,所以具有很多的局限性。而偏振光谱成像技术可以同时获取被测目标的偏振、光谱、空间等多元信息,能有效提高复杂环境中的目标辨识度,已经成为目标检测领域一个崭新的研究方向。为了提高目标检测的辨识度,本文研究了基于偏振光谱成像的目标检测技术,在充分研究偏振光谱成像理论的基础上,构建了一种结构简单、成本较低、易于集成的多光谱、分时调制的全偏振成像系统。该系统利用液晶可变相位延迟器(LCVR)代替传统的电机带动λ/4波片旋转,并结合液晶调谐滤光片(LCTF)进行光谱波段调谐,在可见光与近红外波段上快速实现对入射光的全偏振态柔性调制,从而完成目标的全偏振光谱成像检测。文中重点阐述了分时调制偏振成像探测机理,给出了基于偏振光谱成像目标检测系统的总体设计方案,从光学偏振调制单元、图像采集传输单元和图像处理软件平台三个方面展开了相应的硬件电路设计与软件设计,并通过室内目标成像探测实验,实现了目标偏振光谱图像的自动获取。在实验部分,本文主要对选用的偏振光调制器进行了实验标定,给出了LCVR相位延迟量的标定方法,采用消光的方式对电控旋转偏振片的偏振化方向进行了标定。最后,利用设计好的偏振光谱成像系统完成了目标偏振成像实验和目标光谱特性探测实验。实验表明该偏振光谱成像系统可有效提高目标辨识度、凸显目标表面纹理特征。