激光主动探测装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种激光主动探测装置。该激光主动探测装置包括：至少一个激光光源，用于向探测环境中的目标物发射激光；多个图像采集单元，设置于激光光源的出光侧，用于获取探测环境中的光信号并将其转换为图像信息，其中，光信号包括被目标物反射的激光以及探测环境中的环境光；控制单元，分别与激光光源和图像采集单元电连接，用于控制激光光源发射激光并使图像采集单元同步获取图像信息。本发明专利技术基于多个图像采集单元分别进行的波段选通，将采集到的被目标物反射的激光转换为主动图像，并将采集到的部分环境光转换为被动图像，实现了主、被动图像的同步获取，大幅降低了环境光对探测目标回波信号干扰，同时也降低了图像处理算法的复杂度。

Laser Active Detection Device

【技术实现步骤摘要】
激光主动探测装置
本专利技术涉及激光主动探测识别、成像领域，具体而言，涉及一种激光主动探测装置。
技术介绍
对于绝大多数的光学观瞄系统，其光学系统焦平面处都装有探测器或分划板，探测光进入光学系统并汇聚到焦平面位置时，一部分入射光能量会被原路反射回去，产生远大于一般背景漫反射返回回波信号，这就是光学目标“猫眼”效应。“猫眼”目标探测技术就是利用目标光学系统的“猫眼”效应，主动向环境发射探测光束，“猫眼”目标产生较高信噪比的探测信号进而被探测端识别出。国内对“猫眼”目标探测识别，多采用单台相机通过激光探测信号开关获取探测环境主、被动图像，处理识别目标位置。如图1所示，现有技术中的激光主动探测装置可以包括相机1＇、成像光学模块2＇、信息控制模块3＇、供电模块4＇、发射接收窗口5＇和交互设备6＇，成像光学模块设置于相机的入光侧，用于将被目标物反射的激光在相机中成像以得到图像信息，信息控制模块2＇通过交互设备6＇与相机1＇电连接，用于向相机1＇中传输控制信号，供电模块4＇与信息控制模块3＇电连接以向其供电，发射接收窗口5＇设置于探测装置机械外壳中，用于实现装置内部组件保护以及光信号的正常发射与接收。对于现有技术中的上述激光主动探测装置而言，由于探测装置需要在快速移动环境中进行连续探测，处理过程中首先需要对获取相邻主、被动图像进行关联配准，然后才能进一步做差分处理。然而关联配准需要提供较多图像匹配特征，提高对环境的信息的获取量的同时，将引入大量干扰信号，降低了探测装置的识别效率以及识别精度，增加了系统虚警率。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于提供一种激光主动探测装置，以解决现有技术中激光主动探测装置图像处理速度慢、探测系统效率低以及抗环境干扰能力弱的问题。为了实现上述目的，提供了一种激光主动探测装置，包括：至少一个激光光源，用于向探测环境中的目标物发射激光；多个图像采集单元，设置于激光光源的出光侧，用于获取探测环境中的光信号并将其转换为图像信息，其中，光信号包括被目标物反射的激光以及探测环境中的环境光；控制单元，分别与激光光源和图像采集单元电连接，用于控制激光光源发射激光并使图像采集单元同步获取图像信息。进一步地，图像信息包括近红外图像和长波红外图像，近红外图像包括由被目标物反射的激光转换为的主动图像以及环境光中的近红外波段转换为的被动图像，长波红外图像由环境光中的远红外波段转换形成。进一步地，各图像采集单元包括沿靠近激光光源的方向顺序间隔设置的成像光学模块、滤光组件和工业相机。进一步地，各工业相机的光轴平行。进一步地，多个图像采集单元至少包括：第一图像采集单元，包括第一滤光组件，第一滤光组件的中心波长与激光光源的中心波长相同，第一图像采集单元用于获取被目标物反射的激光并将其转换为主动图像；第二图像采集单元，包括第二滤光组件，第二滤光组件的中心波长偏离第一滤光组件的中心波长，且第二滤光组件与第一滤光组件具有相同的半高宽度且通带区域无交叠，第二图像采集单元用于获取被环境光中的近红外波段并将其转换为被动图像；第三图像采集单元，用于获取环境光中的远红外波段并将其转换为长波红外图像。进一步地，第一滤光组件和/或第二滤光组件为窄带滤光片。进一步地，第一滤光组件和/或第二滤光组件的带宽在10nm以内，波长截止范围为200～1200nm，透过率低于10-4。进一步地，第二滤光组件的中心波长偏离第一滤光组件的中心波长10～20nm。进一步地，第一图像采集单元包括第一工业相机，第二图像采集单元包括第二工业相机，第一工业相机和/或第二工业相机为CMOS/CCD工业相机。进一步地，第三图像采集单元包括第三工业相机，第三工业相机为红外相机，红外相机的波段为8～12μm。进一步地，控制单元包括：数字信号处理模块，包括驱动控制电路，驱动控制电路分别与各工业相机电连接，用于控制各工业相机的曝光开启与关闭并根据工业相机的曝光时间发射控制信号；激光器驱动模块，分别与数字信号处理模块和激光光源电连接，用于在接收控制信号后控制激光光源产生与工业相机的曝光时间同步的探测脉冲信号；供电模块，分别与激光器驱动模块和数字信号处理模块电连接。进一步地，数字信号处理模块还包括图像处理电路，图像处理电路分别与各工业相机电连接，用于分析主动图像和被动图像以获取目标物的位置信息并将位置信息加载至长波红外图像中。应用本专利技术的技术方案，提供了一种激光主动探测装置，该探测装置通过多个图像采集单元获取不同波段探测信号并分别转换为图像信息，其中，不同波段激光包括被目标物反射的激光以及探测环境中的环境光。本专利技术基于多个图像采集单元分别进行的波段选通，将采集到的被目标物反射的激光转换为主动图像，并将采集到的部分环境光转换为被动图像，实现了主、被动图像的同步获取，大幅降低了环境光对探测目标回波信号干扰，同时也降低了图像处理算法的复杂度，从而提高了探测装置的图像处理速度、识别效率以及识别精度。附图说明构成本专利技术的一部分的说明书附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：图1示出了现有技术中所提供的一种激光主动探测装置的结构示意图；图2示出了本专利技术实施方式所提供的一种激光主动探测装置的结构示意图。其中，上述附图包括以下附图标记：1＇、相机；2＇、成像光学模块；3＇、信息控制模块；4＇、供电模块；5＇、发射接收窗口；6＇、交互设备；1、CMOS/CCD工业相机；2、红外相机；3、光学接收窗口；4、光学发射窗口；5、第一成像光学模块；6、第二成像光学模块；7、激光准直系统；8、第一滤光组件；9、第二滤光组件；10、激光光源；11、激光器驱动模块；12、数字信号处理模块；13、供电模块。具体实施方式需要说明的是，在不冲突的情况下，本专利技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本专利技术。为了使本
的人员更好地理解本专利技术方案，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本专利技术保护的范围。需要说明的是，本专利技术的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本专利技术的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。正如
技术介绍
中所介绍的，现有技术中激光主动探测装置的处理过程中首先需要对获取相邻主、被动图像进行关联配准，然而关联配准需要提供较多图像匹配特征，提高对环境的信息的获取量的同时，将引入大量干扰信号，降低了探测装置的识别效率以及识别精度，增加了系统虚警率。本专利技术的专利技术人针对上述问题进行研究，提出了一种激光主动探测装置，如图2所示，包括激光光源10、图像本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种激光主动探测装置，其特征在于，包括：至少一个激光光源(10)，用于向探测环境中的目标物发射激光；多个图像采集单元，设置于所述激光光源(10)的出光侧，用于获取探测环境中的光信号并将其转换为图像信息，其中，所述光信号包括被所述目标物反射的激光以及所述探测环境中的环境光；控制单元，分别与所述激光光源(10)和所述图像采集单元电连接，用于控制所述激光光源(10)发射激光并使所述图像采集单元同步获取所述图像信息。

【技术特征摘要】
1.一种激光主动探测装置，其特征在于，包括：至少一个激光光源(10)，用于向探测环境中的目标物发射激光；多个图像采集单元，设置于所述激光光源(10)的出光侧，用于获取探测环境中的光信号并将其转换为图像信息，其中，所述光信号包括被所述目标物反射的激光以及所述探测环境中的环境光；控制单元，分别与所述激光光源(10)和所述图像采集单元电连接，用于控制所述激光光源(10)发射激光并使所述图像采集单元同步获取所述图像信息。2.根据权利要求1所述的激光主动探测装置，其特征在于，所述图像信息包括近红外图像和长波红外图像，所述近红外图像包括由被所述目标物反射的激光转换为的主动图像以及所述环境光中的近红外波段转换为的被动图像，所述长波红外图像由所述环境光中的远红外波段转换形成。3.根据权利要求1或2所述的激光主动探测装置，其特征在于，各所述图像采集单元包括沿靠近所述激光光源(10)的方向顺序间隔设置的成像光学模块、滤光组件和工业相机。4.根据权利要求3所述的激光主动探测装置，其特征在于，各所述工业相机的光轴平行。5.根据权利要求4所述的激光主动探测装置，其特征在于，所述多个图像采集单元至少包括：第一图像采集单元，包括第一滤光组件(8)，所述第一滤光组件(8)的中心波长与所述激光光源(10)的中心波长相同，所述第一图像采集单元用于获取被所述目标物反射的激光并将其转换为主动图像；第二图像采集单元，包括第二滤光组件(9)，所述第二滤光组件(9)的中心波长偏离所述第一滤光组件(8)的中心波长，且所述第二滤光组件(9)与所述第一滤光组件(8)具有相同的半高宽度且通带区域无交叠，所述第二图像采集单元用于获取被所述环境光中的近红外波段并将其转换为被动图像；第三图像采集单元，用于获取所述环境光中的远红外波段并将其转换为长波红外图像。6.根据权利要求5所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：姜成昊，李锋，朱精果，乔治，
申请(专利权)人：中国科学院微电子研究所，
类型：发明
国别省市：北京,11