專利名稱：距離選通激光成像貓眼效應(yīng)目標(biāo)探測(cè)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及激光成像技術(shù)，是一種能夠探測(cè)獲取遠(yuǎn)距離貓眼效應(yīng)目標(biāo)的主動(dòng)光學(xué)成像技術(shù)，屬于激光成像領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
隨著光電成像設(shè)備在各系統(tǒng)中的應(yīng)用日益增多，就為如何探測(cè)和發(fā)現(xiàn)這類系統(tǒng)提供了一種新的需求。一般的，成像光學(xué)系統(tǒng)可以近似的看成是一個(gè)透鏡與一個(gè)探測(cè)器焦平面的組合，當(dāng)一束入射的平行激光束聚焦到焦平面上時(shí)，由于焦平面是一個(gè)反射平面，按照光的可逆原理，激光束會(huì)沿著原路返回，從而產(chǎn)生能量集中、方向性好的平行反射光，其光強(qiáng)大大超過(guò)普通漫反射光強(qiáng)，這就是成像光學(xué)系統(tǒng)的“貓眼效應(yīng)”。在距離遠(yuǎn)、大氣的光傳輸特性差或者后向散射嚴(yán)重等惡劣天氣條件下，即使微光 成像系統(tǒng)也不能提供足夠的分辨率，很難探測(cè)和發(fā)現(xiàn)目標(biāo)。紅外成像系統(tǒng)受溫度對(duì)比低的限制也存在類似問(wèn)題。為了克服以上缺點(diǎn)，采用近紅外脈沖激光器和選通IC⑶(帶有像增強(qiáng)功能的CCD相機(jī))設(shè)計(jì)出了一種距離選通激光主動(dòng)成像系統(tǒng)，可以全天候探測(cè)目標(biāo)。距離選通激光主動(dòng)成像技術(shù)可以克服被動(dòng)成像系統(tǒng)受環(huán)境光照影響的缺點(diǎn)，具有成像清晰、對(duì)比度高等特點(diǎn)?；诰嚯x選通激光成像貓眼效應(yīng)目標(biāo)探測(cè)方法，是一種對(duì)遠(yuǎn)距離貓眼效應(yīng)目標(biāo)的探測(cè)技術(shù)。采用脈沖半導(dǎo)體激光器將目標(biāo)所在特定區(qū)域照明，實(shí)現(xiàn)對(duì)貓眼效應(yīng)目標(biāo)的探測(cè)和測(cè)距,可克服輻射脈沖和回波信號(hào)在大氣路徑中傳輸、大氣背景輻射、透過(guò)率、散射和吸收以及湍流等因素對(duì)主動(dòng)照明成像產(chǎn)生的影響。

發(fā)明內(nèi)容
I、目的本發(fā)明針對(duì)傳統(tǒng)的貓眼效應(yīng)目標(biāo)探測(cè)方法探測(cè)距離近，遠(yuǎn)距離探測(cè)時(shí)，容易受到背景噪聲干擾等特點(diǎn)，采用脈沖半導(dǎo)體激光器照明，同步控制電路對(duì)脈沖半導(dǎo)體激光器和ICXD的選通門進(jìn)行同步控制，使用具有高速選通和微光成像功能的IC⑶接收成像，可對(duì)特定景深貓眼效應(yīng)目標(biāo)進(jìn)行探測(cè)和測(cè)距，降低了目標(biāo)背景噪聲對(duì)貓眼效應(yīng)目標(biāo)的干擾。2、技術(shù)方案本發(fā)明給出了一種基于距離選通激光成像貓眼效應(yīng)目標(biāo)探測(cè)方法，利用貓眼效應(yīng)可以比較有效地將特定的目標(biāo)從其它目標(biāo)(如復(fù)雜背景等)識(shí)別出來(lái)。貓眼效應(yīng)的關(guān)鍵之處就在于目標(biāo)回波強(qiáng)度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于其它類型目標(biāo)的回波強(qiáng)度，但當(dāng)距離較遠(yuǎn)時(shí)容易受到背景噪聲干擾。距離選通技術(shù)是利用脈沖激光器和選通攝像機(jī)，以時(shí)間的先后分開不同距離上的散射光和目標(biāo)的反射光，使由被觀察目標(biāo)反射回來(lái)的輻射脈沖剛好在攝像機(jī)選通工作的時(shí)間內(nèi)到達(dá)攝像機(jī)并成像，可降低采集圖像的復(fù)雜度，增大貓眼效應(yīng)目標(biāo)提取概率。距離選通激光成像貓眼效應(yīng)目標(biāo)探測(cè)方法具體實(shí)現(xiàn)步驟為第一，在激光主動(dòng)成像照明端，同步控制電路生成脈寬為2 U S、頻率為IOKHz的脈沖信號(hào)，驅(qū)動(dòng)激光發(fā)射激光脈沖。第二，在激光主動(dòng)成像接收端，同步控制電路控制選通型IC⑶選通門開閉，對(duì)探測(cè)區(qū)域不同距離目標(biāo)反射的光脈沖進(jìn)行接收。第三，同步控制電路根據(jù)選通成像設(shè)定的延遲時(shí)間，計(jì)算得到特定景深內(nèi)貓眼效應(yīng)目標(biāo)的距離。3、優(yōu)點(diǎn)和功效本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是同步控制電路控制選通型IC⑶選通門開閉，可對(duì)特定景深目標(biāo)進(jìn)行成像，降低了背景復(fù)雜度，減少了目標(biāo)背景噪聲對(duì)離貓眼效應(yīng)目標(biāo)的干擾。同步控制電路根據(jù)選通成像設(shè)定的延遲時(shí)間，可計(jì)算得到特定景深內(nèi)貓眼效應(yīng)目標(biāo)的距離。


附圖I為距離選通激光成像貓眼效應(yīng)目標(biāo)探測(cè)系統(tǒng)框圖。系統(tǒng)主要由激光器、ICCD和同步控制電路組成。激光光源由脈沖激光器組成，同步控制電路控制激光器出光，并控制ICCD開閉，對(duì)特定景深目標(biāo)進(jìn)行觀察。圖I符號(hào)說(shuō)明如下1、半導(dǎo)體激光器；2、發(fā)射鏡頭；3、貓眼效應(yīng)目標(biāo)；4、接收鏡頭；5、ICXD ;6、后端處理平臺(tái)；7同步控制電路。
(五)具體實(shí)施方法本發(fā)明通過(guò)同步控制電路控制脈沖激光器發(fā)射脈沖激光，同步控制電路控制ICCD開閉，接收不同距離返回的脈沖光束，從而對(duì)特定的貓眼效應(yīng)目標(biāo)進(jìn)行觀察。見圖I本發(fā)明是距離選通激光成像貓眼效應(yīng)目標(biāo)探測(cè)方法，具體實(shí)現(xiàn)步驟是I.在激光主動(dòng)成像照明端，同步控制電路生成脈寬為2 U S、頻率為IOKHz的脈沖信號(hào)，驅(qū)動(dòng)808nm半導(dǎo)體脈沖激光發(fā)射激光脈沖，對(duì)探測(cè)區(qū)域進(jìn)行步進(jìn)式照明。2.在激光主動(dòng)成像接收端，同步控制電路控制選通型ICXD開閉，對(duì)探測(cè)區(qū)域不同距離目標(biāo)反射的光脈沖進(jìn)行接收，從而對(duì)特定觀察區(qū)域貓眼效應(yīng)目標(biāo)進(jìn)行步進(jìn)式搜索。3.同步控制電路根據(jù)選通成像設(shè)定的延遲時(shí)間，計(jì)算得到特定景深內(nèi)貓眼效應(yīng)目標(biāo)的距離。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是，可對(duì)特定景深貓眼效應(yīng)目標(biāo)進(jìn)行探測(cè)，降低了目標(biāo)背景噪聲對(duì)遠(yuǎn)距離貓眼效應(yīng)目標(biāo)的干擾。
權(quán)利要求
1.一種基于距離選通激光成像貓眼效應(yīng)目標(biāo)探測(cè)方法，其特征在于采用808nm脈沖半導(dǎo)體激光器作為照明光源，同步控制電路對(duì)脈沖激光器和ICCD的選通門進(jìn)行同步控制，使用具有高速選通和微光成像功能的ICCD接收成像，可對(duì)觀察區(qū)域進(jìn)行步進(jìn)式選通成像，對(duì)貓眼效應(yīng)目標(biāo)進(jìn)行成像并測(cè)距，降低了背景噪聲對(duì)貓眼效應(yīng)目標(biāo)的干擾。其包括以下步驟 (1)在激光主動(dòng)成像照明端，同步控制電路生成脈寬為2y S、頻率為IOKHz的脈沖信號(hào)，驅(qū)動(dòng)激光器發(fā)射激光脈沖。
(2)在激光主動(dòng)成像接收端，同步控制電路控制選通型ICCD選通門開閉，對(duì)探測(cè)區(qū)域不同距離目標(biāo)反射的光脈沖進(jìn)行接收。
(3)同步控制電路根據(jù)選通成像設(shè)定的延遲時(shí)間，計(jì)算得到特定景深內(nèi)貓眼效應(yīng)目標(biāo)的距離。
2.根據(jù)權(quán)利要求書I所述的距離選通激光成像貓眼效應(yīng)目標(biāo)探測(cè)方法，其特征在于采用同步控制電路控制808nm的脈沖激光對(duì)遠(yuǎn)距離貓眼效應(yīng)目標(biāo)進(jìn)行照明。
3.根據(jù)權(quán)利要求書I所述的距離選通激光成像貓眼效應(yīng)目標(biāo)探測(cè)方法，其特征在于在成像接收端，通過(guò)同步控制電路控制選通型ICCD開閉，從而對(duì)不同景深貓眼效應(yīng)目標(biāo)進(jìn)行探測(cè)。
4.根據(jù)權(quán)利要求書I所述的距離選通激光成像貓眼效應(yīng)目標(biāo)探測(cè)方法，其特征在于同步控制電路根據(jù)選通成像設(shè)定的延遲時(shí)間，可計(jì)算得到特定景深內(nèi)貓眼效應(yīng)目標(biāo)的距離。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種距離選通激光成像貓眼效應(yīng)目標(biāo)探測(cè)方法，采用808nm脈沖半導(dǎo)體激光器作為照明光源，同步控制電路對(duì)脈沖激光器和ICCD的選通門進(jìn)行同步控制，使用具有高速選通和微光成像功能的ICCD接收成像，可對(duì)觀察區(qū)域進(jìn)行步進(jìn)式選通成像，對(duì)貓眼效應(yīng)目標(biāo)進(jìn)行成像并測(cè)距，降低了背景噪聲對(duì)貓眼效應(yīng)目標(biāo)的干擾。該方法適用于遠(yuǎn)距離貓眼效應(yīng)目標(biāo)探測(cè)和測(cè)距，在光電對(duì)抗和激光成像領(lǐng)域里具有較好的實(shí)用價(jià)值和廣闊的應(yīng)用前景。
文檔編號(hào)G01S17/08GK102749625SQ20121022242
公開日2012年10月24日 申請(qǐng)日期2012年6月28日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月28日
發(fā)明者吳磊, 李麗, 韓學(xué)勤 申請(qǐng)人:北京航空航天大學(xué)