运动物体角位移与角速度的测量方法及系统技术方案

本发明专利技术提供一种运动物体角位移与角速度的测量方法及系统，包括：生成满足泽尼克多项式分布的第一图案；将第一图案根据其实部和虚部进行拆分，得到第一图案的实部图案和虚部图案；根据实部图案和虚部图案中正数元素、负数元素及其分布位置，将实部图案和虚部图案分别拆分为两幅调制图案；将拆分得到的四幅调制图案依次加载到空间光调制器上；由空间光调制器对光源发出的激光进行强度调制，将调制后的激光投射到旋转运动目标物体上；采集不同时刻从目标物体反射的回光强度信号；基于不同时刻的回光强度信号以及调制图案，计算得到旋转运动目标物体的角位移和角速度。本发明专利技术可实现角位移和角速度的非接触式光学测量，可实现远距离快速测量。快速测量。快速测量。

【技术实现步骤摘要】
运动物体角位移与角速度的测量方法及系统


[0001]本专利技术涉及光学探测
，具体是一种运动物体角位移与角速度的测量方法及系统。

技术介绍

[0002]单像素探测是指利用单个感光器件获取目标物体信息的技术，图像是目标物体最主要的信息，利用单像素光电探测器来获取目标物体的图像信息称为单像素成像技术。当前，单像素成像技术通常采用空间光调制产生不同强度分布的结构光场来照射目标物体，所产生的的回光强度由单像素光电探测器收集，对结构照明光场和回光强度进行多次采样，通过算法可重构出物体图像。由于传统成像方式采用的阵列探测器通常工作在可见光波段，在非可见光波段的制作成本极高，因此单像素成像技术在非可见光波段(如红外、紫外、太赫兹等波段)成像具有重要应用。此外单像素光电探测器采用桶探测方式收集回光，具备灵敏度高的优势，因此单像素成像可应用于远距离目标探测成像等弱光成像领域。
[0003]当前，单像素成像技术通常采用的结构照明光场包括随机光场、哈达玛光场和傅里叶光场。基于随机光场获取目标图像信息需要大量测量次数才能有效重构物体图案，成像效率较低，后本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种运动物体角位移与角速度的测量方法，其特征在于，包括：生成满足泽尼克多项式分布的第一图案；将第一图案根据其实部和虚部进行拆分，得到第一图案的实部图案和虚部图案；根据实部图案和虚部图案中正数元素、负数元素及其分布位置，将实部图案和虚部图案分别拆分为两幅调制图案；将拆分得到的四幅调制图案依次加载到空间光调制器上；空间光调制器对光源发出的激光进行强度调制，将调制后的激光投射到旋转运动目标物体上；采集不同时刻从旋转运动目标物体反射的回光强度信号；基于所述不同时刻的回光强度信号以及所述调制图案，计算得到旋转运动目标物体的角位移和角速度。2.根据权利要求1所述的运动物体角位移与角速度的测量方法，其特征在于，将实部图案和虚部图案分别拆分为两幅调制图案，包括：由实部图案拆分出的一幅调制图案保留实部图案中的正数元素，其余元素均取零，由实部图案拆分出的另一幅调制图案将实部图案中的非负数元素所在位置均取零，其余负数元素所在位置取该负数元素的绝对值；由虚部图案拆分出的一幅调制图案保留虚部图案中的正数元素，其余元素均取零，由虚部图案拆分出的另一幅调制图案将虚部图案中的非负数元素所在位置均取零，其余负数元素所在位置取该负数元素的绝对值。3.根据权利要求2所述的运动物体角位移与角速度的测量方法，其特征在于，所述第一图案表达式如下：其中r、θ分别为极坐标系下的径向坐标和角向坐标，m、n分别为泽尼克多项式的角向和径向阶数，G
m
(θ)分别是泽尼克多项式的径向和角向分量。4.根据权利要求3所述的运动物体角位移与角速度的测量方法，其特征在于，G
m
(θ)的表达式为：G
m
(θ)＝e
imθ
。5.根据权利要求3或4所述的运动物体角位移与角速度的测量方法，其特征在于，由第一图案的实部图案拆分出的两幅调制图案分别为和由第一图案的虚部图案拆分出的两幅调制图案分别为和将四幅调制图案将四幅调制图案和依次加载到空间光调制器上，由空间光调制器对光源发出的激光进行强度调制。6.根据权利要求5所述的运动物体角位移与角速度的...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩凯，来文昌，孟琪，雷国忠，王彦，崔文达，
申请(专利权)人：中国人民解放军国防科技大学，
类型：发明
国别省市：