A three-dimensional imaging device and imaging method based on time correlation, the three-dimensional imaging device comprises a laser, light intensity modulator, laser beam expander, receiving telescope, detector array and IPC, realization way of time correlation three-dimensional imaging method of the three-dimensional imaging device includes three steps based on the first step by single exposure the target imaging to obtain two-dimensional image information, the second step through multiple exposure detection and signal time related operations to obtain the target image on each point as the elevation information, the 2D image information and image information into 3D image elevation composite target point. The method can be used to construct a large field, high resolution and low cost 3D laser imaging radar.
【技术实现步骤摘要】
基于时间关联的三维成像装置和成像方法
本专利技术涉及激光三维成像,特别是一种基于时间关联的三维成像装置及成像方法。
技术介绍
随着科技的进步,三维成像正受到越来越多的重视和研究。三维图像所携带的丰富信息和其所具有的几何不变特性,使该技术如今已在城市规划、工业检测、自动导航和军事目标识别等领域发挥了巨大作用。在遥感观测领域,较为成熟的激光三维成像技术按照图像获取方式可以分为扫描成像和非扫描成像。扫描成像利用激光照明和高灵敏点探测,逐点或逐行扫描获取目标上每个点的光强反射信息和距离信息,从而实现三维成像。该成像方式得益于辐照能量的集中和单点探测器的高灵敏性,通常具有很高的探测信噪比,但其成像分辨率却因远距离探测时激光束受大气扰动易于发散而导致成像分辨率较低。另外,扫描成像受扫描速率的限制,大视场扫描探测时成像速率较慢,不适合运动目标的三维信息获取。为克服扫描成像存在的分辨率低和成像速率慢等问题,将点探测器集成为面阵探测器,对目标进行大范围闪光照明及面探测可实现单次曝光成像。该成像方式在提取目标距离信息时通常有两种方式,一种是面阵探测器中的每个像素独立工作,独立完成对返回信号的强度及到达时间的信息提取,该方式受器件集成技术的限制,一般难以实现大规模的面探测器集成,从而影响成像视场;另一种测距技术则通过准确而快速的曝光,通过距离选通实现距离信息提取,比如现有的增强电荷耦合器件(ICCD)便可实现纳秒量级的曝光探测,但是该类器件成本高昂,尤其在红外波段更是难以实现,目前世界上仅有少数国家掌握该面阵探测器技术。
技术实现思路
针对上述激光三维成像存在的问题,本专利技术提出 ...
【技术保护点】
一种基于时间关联的三维成像装置,其特征在于,包括发射系统、接收系统和控制系统:所述的发射系统包括激光器(1)、光强调制器(2)和激光扩束镜(3),所述的接收系统包括接收望远镜(5)和面阵探测器(6),所述的控制系统为工控机(7),沿所述激光器(1)的输出光路依次是所述的光强调制器(2)和激光扩束镜(3),所述激光扩束镜(3)将激光束整形扩束成空间均匀分布的光束并辐照到目标(4)上,所述的接收望远镜(5)将目标(4)成像到所述面阵探测器(6)的感光面上;所述的激光器(1)、光强调制器(2)和面阵探测器(6)分别与所述的工控机(7)相连,并在所述工控机(7)的控制下同步协调工作。
【技术特征摘要】
1.一种基于时间关联的三维成像装置,其特征在于,包括发射系统、接收系统和控制系统:所述的发射系统包括激光器(1)、光强调制器(2)和激光扩束镜(3),所述的接收系统包括接收望远镜(5)和面阵探测器(6),所述的控制系统为工控机(7),沿所述激光器(1)的输出光路依次是所述的光强调制器(2)和激光扩束镜(3),所述激光扩束镜(3)将激光束整形扩束成空间均匀分布的光束并辐照到目标(4)上,所述的接收望远镜(5)将目标(4)成像到所述面阵探测器(6)的感光面上;所述的激光器(1)、光强调制器(2)和面阵探测器(6)分别与所述的工控机(7)相连,并在所述工控机(7)的控制下同步协调工作。2.权利要求1所述的基于时间关联的三维成像装置的三维成像方法,其特征在于该方法包括下列步骤:1)在所述的工控机(7)的控制下,所述的激光器(1)、光强调制器(2)和面阵探测器(6)同步工作,所述的激光器(1)输出的连续激光经所述的激光扩束镜(3)整形扩束成空间分布相对均匀的光场后发射到目标(4)上,所述的目标(4)反射后进入所述的接收望远镜(5)并被成像到所述的面阵探测器(6)的感光面上,所述的面阵探测器(6)获取目标的二维图像信息A(x,y),其中A(x,y)的数值为归一化的目标反射系数,(x,y)表示二维图像上每个像点的坐标;2)获取目标二维图像上每个像点的高程信息R(x,y);3)将所述的目标二维图像信息A(x,y)和对应像点的高程信息R(x,y)复合成目标的三维图像。3.根据权利要求2所述的基于时间关联的三维成像方法,其特征在于所述的步骤2)的具体过程是:在所述的工控机(7)的控...
【专利技术属性】
技术研发人员:薄遵望,龚文林,韩申生,陈明亮,
申请(专利权)人:中国科学院上海光学精密机械研究所,
类型:发明
国别省市:上海,31
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