【技术实现步骤摘要】
基于相位测距原理的三维压缩成像方法及装置
本专利技术涉及激光三维压缩成像技术，特别涉及一种基于相位测距原理的三维压缩成像方法及装置，属于激光成像及数字图像处理领域。
技术介绍
随着社会发展，非接触式三维测量对精度和速度提出了更高的要求。三维测量常采用激光测距法，相比于机器人视觉方法、结构光方法，能更好地适应野外复杂环境，得到更远的测程和更高的分辨率；同时由于激光优越的方向性和单色性，相比微波成像方法将极大地提高三维成像精度。目前激光测距机的三维成像方式分为两类:扫描式与无扫描式。为了获得二维平面的三维信息，可以采用扫描的方法对空间每个点依次测距，也可以采用无扫描方式直接成像。扫描式激光测距机通常包含机械或非机械扫描装置、激光器和单探测器，其波长选择范围宽且易于实现，但其主要问题是扫描结构体积较大、功耗大、系统的探测信噪比低。无扫描式激光测距机使用探测器阵列探测回波，解决了扫描式测距机的主要问题。其探测器阵列的实现主要含三大路线=ICXD阵列、专用CMOS图像传感器、APD阵列，其主要问题是=ICCD的量子效率、寿命和体积重量不及其他专用传感器；专用CMOS图像传感器价格昂贵、研制周期长;APD阵列灵敏度高、信噪比高，优于其他探测器，但其分辨率受限于电子技术和工艺水平，2004年麻省理工学院研制的APD的分辨率只达到了 32X32。为了提高探测信噪比，摆脱探测器阵列对二维方向分辨率的限制，近年来兴起了光学多通道编码方法结合单探测器的成像方式，能够显著提高信噪比。但标准的多通道方法需要大量编码 和测量次数，导致成像速度较慢，为了提高测量速度、减少测量次...
【技术保护点】
基于相位测距原理的三维压缩成像方法，其特征在于：具体步骤如下：步骤一、将激光器发射的余弦连续波以面激光形式照明待测目标；步骤二、经目标反射的回波成像在数字微镜阵列上；成像二维分辨率为N×N，数字微镜阵列翻转P次，第k(1≤k≤P)次的测量矩阵用表示，即每次变换状态由编码矩阵C(P×N2)的一行值决定，该矩阵由0和1组成：按“1”值变换的微镜所接收的部分回波将进行光电转换得到总回波xR(t)；按“0”值变换的微镜将把该部分回波反射出预定光路；步骤三、通过步骤二所得的总回波xR(t)即可得到总回波xR(t)的振幅M和总回波相对于发射波的相移Δψ；由于步骤二中数字微镜阵列进行了P次翻转，即可得到P次测量结果；A＝[a1，a2，...，ak...，aP]T，ak＝MkcosΔψkB＝[b1，b2，...，bk...，bP]T，bk＝MksinΔψk通过上述公式就能够得到测量向量A和B。将目标每点回波对应的相位差的正弦和余弦值写成列向量：Dc、Ds与编码矩阵C和测量向量A、B的关系为：A＝CDcB＝CDs通过压缩感知恢复算法解算出Dc和Ds，即得到目标每点回波对应的相位差根据所发射余弦连续波的频...
【技术特征摘要】
2013.10.11 CN 201310472637.61.基于相位测距原理的三维压缩成像方法，其特征在于:具体步骤如下: 步骤一、将激光器发射的余弦连续波以面激光形式照明待测目标； 步骤二、经目标反射的回波成像在数字微镜阵列上；成像二维分辨率为NXN，数字微镜阵列翻转P次，第k(l≤k≤P)次的测量矩阵用C|(i <N;j <N)表示，即每次变换状态由编码矩阵C(PXN2)的一行值决定，该矩阵由O和I组成:按“I”值变换的微镜所接收的部分回波将进行光电转换得到总回波xK(t);按“0”值变换的微镜将把该部分回波反射出预定光路； 步骤三、通过步骤二所得的总回波xK(t)即可得到总回波xK(t)的振幅M和总回波相对于发射波的相移△ Ψ ;由于步骤二中数字微镜阵列进行了 P次翻转，即可得到P次测量结果；A= [a1，a2，…，ak...，aP]T，ak = Mkcos ΔB = [b1，b2，...，bk...，bP]T，bk = MkSinA Fk通过上述公式就能够得到测量向量A和B。 将目标每点回波对应的相位差的正弦和余弦值写成列向量:2.基于相位测距...
【专利技术属性】
技术研发人员：魏平，郭冰冰，魏力中，柯钧，
申请(专利权)人：北京理工大学，
类型：发明
国别省市：北京;11
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