The invention relates to a continuous wave phase measuring type single pixel three-dimensional imaging system and a method, which relates to three-dimensional imaging technology, and aims at satisfying the development demand of the three-dimensional imaging technology. Light field emission light modulator modulation to illumination target speckle light spatial random field distribution, detector to collect all optical signal returned from the target, will receive the signal mixing with the transmit signal, the integrator accumulated and sent to the computer to save the computer at the same time, record the speckle light field distribution multiple random speckle field, respectively, were recorded as the final 3D objects can be made out of the. The system and the method of the invention does not need to signal high speed sampling, which greatly reduces the cost of hardware system, and improve the imaging speed of the system, and the resolution of the system is to get rid of the high speed sampling bandwidth.
【技术实现步骤摘要】
一种连续波相位测量式单像素三维成像系统及方法
本专利技术涉及三维成像技术。
技术介绍
目前常用的二维光学成像手段都是基于CCD、CMOS这样的阵列探测器。而三维光学成像(三维图像也称为距离图像,三维即X、Y、X三个维度)的实现目前仍是比较困难的问题。因为CCD、CMOS这样的成熟阵列都属于积分器件,只能探测光信号的强度,而无法分辨光信号的时间信息。而具有时间分辨能力的光探测器阵列如APD阵列的技术还不够成熟,不仅价格昂贵、而且目前商用的只有32×32这样的小阵列,很难实现高分辨的三维成像。今年来出现的单像素成像相机为这一需求提供了一条有希望的解决途径。目前大多数的单像素成像技术是面向二维成像的,少数三维单像素成像技术都需要对信号进行高速采样、后续要对大量的数据进行复杂的运算,极大地增加了系统的硬件开销,同时降低了系统的成像速度,而且系统的分辨率受到高速采样带宽的限制。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了满足三维成像技术的发展需求,提供一种连续波相位测量式单像素三维成像系统及方法。本专利技术所述的一种连续波相位测量式单像素三维成像系统包括连续激光器1、单元探测器2、光场调制器3、扩束光学系统4、发射/接收光学系统5、连续信号源6、混频器7、积分器8和相位延迟器9;连续信号源6用于产生两路相同的正弦信号,一路正弦信号用于驱动连续激光器1,使连续激光器1的发射光强按照该正弦信号的频率变化;另一路正弦信号发送给相位延迟器9;连续激光器1的发射光经扩束光学系统4扩束后,入射至光场调制器3上;所述光场调制器3用于在计算机10产生的随机矩阵的控制下产生随机光场,该光场通过 ...
【技术保护点】
一种连续波相位测量式单像素三维成像系统,其特征在于,包括连续激光器(1)、单元探测器(2)、光场调制器(3)、扩束光学系统(4)、发射/接收光学系统(5)、连续信号源(6)、混频器(7)、积分器(8)和相位延迟器(9);连续信号源(6)用于产生正弦信号,该正弦信号用于驱动连续激光器(1),使连续激光器(1)的发射光强按照该正弦信号的频率变化;连续激光器(1)的发射光经扩束光学系统(4)扩束后,入射至光场调制器(3)上;所述光场调制器(3)用于在计算机(10)产生的随机矩阵的控制下产生随机光场,该光场通过发射/接收光学系统(5)发射出去,对目标进行照明;发射/接收光学系统(5)接收目标返回的光波;单元探测器(2)用于对返回的光波进行光电转换;混频器(7)用于对连续信号源(6)产生的正弦信号和单元探测器(2)输出的探测信号进行混频;积分器(8)用于对混频器(7)输出的混频信号进行积分,并将产生的积分信号发送至计算机(10);相位延迟器(9)用于对连续信号源(6)产生的正弦信号进行相位延迟,并将相位延迟后的正弦信号发送至混频器(7)。
【技术特征摘要】
1.一种连续波相位测量式单像素三维成像系统,其特征在于,包括连续激光器(1)、单元探测器(2)、光场调制器(3)、扩束光学系统(4)、发射/接收光学系统(5)、连续信号源(6)、混频器(7)、积分器(8)和相位延迟器(9);连续信号源(6)用于产生正弦信号,该正弦信号用于驱动连续激光器(1),使连续激光器(1)的发射光强按照该正弦信号的频率变化;连续激光器(1)的发射光经扩束光学系统(4)扩束后,入射至光场调制器(3)上;所述光场调制器(3)用于在计算机(10)产生的随机矩阵的控制下产生随机光场,该光场通过发射/接收光学系统(5)发射出去,对目标进行照明;发射/接收光学系统(5)接收目标返回的光波;单元探测器(2)用于对返回的光波进行光电转换;混频器(7)用于对连续信号源(6)产生的正弦信号和单元探测器(2)输出的探测信号进行混频;积分器(8)用于对混频器(7)输出的混频信号进行积分,并将产生的积分信号发送至计算机(10);相位延迟器(9)用于对连续信号源(6)产生的正弦信号进行相位延迟,并将相位延迟后的正弦信号发送至混频器(7)。2.一种连续波相位测量式单像素三维成像方法,其特征在于,该方法为:步骤一、对光源产生的连续光进行正弦调制,使正弦调制后的光入射至光场调制器(3)...
【专利技术属性】
技术研发人员:靳辰飞,张思琦,赵远,黄明维,张子静,刘丽萍,张勇,孙梦阳,
申请(专利权)人:哈尔滨工业大学,
类型:发明
国别省市:黑龙江,23
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