一种探测激光延时反馈的控制系统技术方案

本申请提供了一种探测激光延时反馈的控制系统。所述系统包括：激光组件、成像组件、延时发生器和处理器。本申请通过成像组件能够采集到条纹图像，通过处理器对条纹图像中光斑区域进行数据分析和统计，获取条纹图像中光斑质心的位置信息，进而获得多个动态延时参数的参数值；利用多个动态延时参数的参数值对延时发生器进行设置；延时发生器基于设置的多个动态延时参数的参数值控制所述成像组件采集探测激光的条纹图像，从而进行激光动态延时反馈调节。提高了探测激光时序准确性，提高了条纹图像的成像质量，进而提高了测绘准确性与测量效率。率。率。

【技术实现步骤摘要】
一种探测激光延时反馈的控制系统


[0001]本申请涉及条纹管成像激光雷达
，具体而言，涉及一种探测激光延时反馈的控制系统。

技术介绍

[0002]条纹管成像激光雷达(英文全称Streak Tube Imaging Lidar，简称STIL)，是一种闪烁式非扫描激光雷达系统。该系统的探测辐射源具有高重频、大能量的激光器，该激光器具有测量距离远、抗干扰能力强以及隐蔽性强等优点。条纹管成像激光雷达非常适合应用于飞行器中，在地形探测及目标搜寻过程中，通过扫帚式扫描机制进行线型探测激光输出，通过激光束往复摆动实现对待测目标的逐列扫描，配合飞行平台移动，实现对待测区域的高效宽幅测绘。
[0003]条纹管成像激光雷达中激光器以脉冲触发方式工作，激光触发信号的延时和频率需配合系统探测距离、飞行平台飞行速度以及回波信号接收系统进行调整。由于条纹管成像激光雷达中条纹管探测器的偏转电场存在成像畸变，需调节条纹管探测器的采集时序以配合激光触发脉冲，由于系统在实际飞行测量时由于待测目标高度距离以及激光束扫描角度不同，且降低飞行平台的能耗，需要根据回波信号的成像位置对条纹管探测器的延时开启时间进行动态调节。
[0004]目前，对条纹管探测器的延时开启时间的调节主要由操作员根据经验进行调整，控制复杂度较高，难度较大，精度低。
[0005]因此，本申请提供了一种探测激光延时反馈的控制系统，以解决上述技术问题之一。

技术实现思路

[0006]本申请的目的在于提供一种探测激光延时反馈的控制系统，能够解决上述提到的至少一个技术问题。具体方案如下：
[0007]根据本申请的具体实施方式，第一方面，本申请提供一种探测激光延时反馈的控制系统，包括：
[0008]激光组件，配置为对外发射探测激光；
[0009]成像组件，配置为采集条纹图像，其中，所述条纹图像是指具有光斑的二维灰度图像，所述光斑包括探测激光回波信号的强度信息和时间信息；
[0010]延时发生器，分别与所述激光组件和所述成像组件通信连接，配置为：基于多个激光控制参数的参数值控制所述激光组件发射探测激光，且基于处理器设置的多个动态延时参数的参数值控制所述成像组件采集探测激光的条纹图像，其中，所述多个激光控制参数至少包括所述激光组件发射探测激光的扫描频率参数；
[0011]处理器，与所述成像组件通信连接，配置为：当空闲等待状态信号转变为有效值时，在预设定位时间段内，通过所述成像组件分别获取连续的多个条纹图像和对应条纹图
像的时序；基于所述多个条纹图像和对应条纹图像的时序获得稳定的光斑质心的像素位置偏移量；基于所述多个激光控制参数的参数值和所述光斑质心的像素位置偏移量获得多个动态延时参数的参数值；当空闲等待状态信号转变为无效值时，基于所述多个动态延时参数的参数值设置所述延时发生器，其中，所述多个动态延时参数的参数值是指相对于所述激光组件发射探测激光的触发时间点延后控制所述成像组件开启的多个参数值，所述触发时间点是指基于所述激光组件的扫描频率参数的参数值设定的周期发射探测激光的时间点，所述多个动态延时参数至少包括探测激光的延时偏移量参数。
[0012]根据本申请的具体实施方式，第二方面，本申请提供一种目标条纹图像中光斑位置的获得方法，包括：
[0013]并行获取目标条纹图像，其中，所述目标条纹图像是指具有光斑的二维灰度图像，所述光斑包括探测激光回波信号的强度信息和时间信息目标条纹图像；
[0014]基于图像划分参数的预设分块参数值对所述目标条纹图像进行区域平均划分，获取顺序排列的竖条形的多个区域图像，其中，预设分块参数值为正整数；
[0015]对所述多个区域图像进行流水编号，确定每个区域图像的区域流水号，其中，所述区域流水号的范围为1～预设分块参数值；
[0016]在每个区域图像中，当任一像素的灰度值大于预设有效灰度阈值时，确定所述像素为对应区域图像中与光斑相关的有效像素；
[0017]对每个区域图像中所有有效像素分别进行数量统计，获得对应区域图像中光斑的有效像素总数；
[0018]基于图像参数的预设参数值、预设分块参数值、各个区域图像的区域流水号和对应区域图像中光斑的有效像素总数获得所述目标条纹图像中光斑质心的像素位置偏移量。
[0019]根据本申请的具体实施方式，第三方面，本申请提供一种探测激光延时反馈的控制装置，包括：
[0020]图像获取单元，用于并行获取目标条纹图像，其中，所述目标条纹图像是指具有光斑的二维灰度图像，所述光斑包括探测激光回波信号的强度信息和时间信息目标条纹图像；
[0021]区域划分单元，用于基于图像划分参数的预设分块参数值对所述目标条纹图像进行区域平均划分，获取顺序排列的竖条形的多个区域图像，其中，预设分块参数值为正整数；
[0022]编号确定单元，用于对所述多个区域图像进行流水编号，确定每个区域图像的区域流水号，其中，所述区域流水号的范围为1～预设分块参数值；
[0023]有效确定单元，用于在每个区域图像中，当任一像素的灰度值大于预设有效灰度阈值时，确定所述像素为对应区域图像中与光斑相关的有效像素；
[0024]总数获得单元，用于对每个区域图像中所有有效像素分别进行数量统计，获得对应区域图像中光斑的有效像素总数；
[0025]位置获得单元，用于基于图像参数的预设参数值、预设分块参数值、各个区域图像的区域流水号和对应区域图像中光斑的有效像素总数获得所述目标条纹图像中光斑质心的像素位置偏移量。
[0026]本申请实施例的上述方案与现有技术相比，至少具有以下有益效果：
[0027]本申请提供了一种探测激光延时反馈的控制系统。所述系统包括：激光组件、成像组件、延时发生器和处理器。本申请通过成像组件能够采集到条纹图像，所述条纹图像中包括探测激光回波信号的强度信息和高精度时间信息；通过处理器对条纹图像中光斑区域进行数据分析和统计，获取条纹图像中光斑质心的位置信息，进而获得多个动态延时参数的参数值；利用多个动态延时参数的参数值对延时发生器进行设置；延时发生器基于设置的多个动态延时参数的参数值控制所述成像组件采集探测激光的条纹图像，从而进行激光动态延时反馈调节。本申请利用处理器中可编程逻辑器件，采用并行流水线的处理方式，对条纹图像的光斑质心的位置进行实时分析和统计，将条纹图像中光斑质心的像素位置偏移量转换为探测激光的延时偏移量后反馈至延时发生器，提高了探测激光时序准确性，提高了条纹图像的成像质量，进而提高了测绘准确性与测量效率。同时，本申请通过空闲等待状态信号分别控制处理器对条纹图像的处理或对各个激光控制参数的参数值和/或多个动态延时参数的参数值的设置，从而保证了延时反馈的数据同步，保证了所采集的条纹图像能够准确的反映被探测物体的真实信息，避免信息混乱造成对被探测物体的感知错误。
附图说明
[0028]图1示出了根据本申请实施例的探测激光延时反馈的控制系统的结构示意图；
[0029]本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种探测激光延时反馈的控制系统，其特征在于，包括：激光组件，配置为对外发射探测激光；成像组件，配置为采集条纹图像，其中，所述条纹图像是指具有光斑的二维灰度图像，所述光斑包括探测激光回波信号的强度信息和时间信息；延时发生器，分别与所述激光组件和所述成像组件通信连接，配置为：基于多个激光控制参数的参数值控制所述激光组件发射探测激光，且基于处理器设置的多个动态延时参数的参数值控制所述成像组件采集探测激光的条纹图像，其中，所述多个激光控制参数至少包括所述激光组件发射探测激光的扫描频率参数；处理器，与所述成像组件通信连接，配置为：当空闲等待状态信号转变为有效值时，在预设定位时间段内，通过所述成像组件分别获取连续的多个条纹图像和对应条纹图像的时序；基于所述多个条纹图像和对应条纹图像的时序获得稳定的光斑质心的像素位置偏移量；基于所述多个激光控制参数的参数值和所述光斑质心的像素位置偏移量获得多个动态延时参数的参数值；当空闲等待状态信号转变为无效值时，基于所述多个动态延时参数的参数值设置所述延时发生器，其中，所述多个动态延时参数的参数值是指相对于所述激光组件发射探测激光的触发时间点延后控制所述成像组件开启的多个参数值，所述触发时间点是指基于所述激光组件的扫描频率参数的参数值设定的周期发射探测激光的时间点，所述多个动态延时参数至少包括探测激光的延时偏移量参数。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述处理器配置为所述基于所述多个激光控制参数的参数值和所述光斑质心的像素位置偏移量获得多个动态延时参数的参数值，包括：当反馈标志参数的参数值转变为有效值后，基于所述多个激光控制参数的参数值和所述光斑质心的像素位置偏移量获得多个动态延时参数的参数值。3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述多个条纹图像中包括当前条纹图像；所述处理器配置为所述基于所述多个条纹图像和对应条纹图像的时序获得稳定的光斑质心的像素位置偏移量，包括：基于各个条纹图像的时序从排在第一位置的第一条纹图像中获得所述光斑质心的第一像素位置偏移量，且从所述当前条纹图像中获得所述光斑质心的第二像素位置偏移量；基于所述第一像素位置偏移量与所述第二像素位置偏移量获得像素误差值；当所述像素误差值的绝对值小于或等于预设像素误差阈值时，确定所述第二像素位置偏移量为所述光斑质心的像素位置偏移量。4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述基于各个条纹图像的时序从排在第一位置的第一条纹图像中获得所述光斑质心的第一像素位置偏移量，且从所述当前条纹图像中获得所述光斑质心的第二像素位置偏移量，包括：基于各个条纹图像的时序确定排在第一位置的第一条纹图像或所述当前条纹图像为目标条纹图像；基于图像划分参数的预设分块参数值对所述目标条纹图像进行区域平均划分，获取顺序排列的竖条形的多个区域图像，其中，预设分块参数值为正整数；对所述多个区域图像进行流水编号，确定每个区域图像的区域流水号，其中，所述区域
流水号的范围为1～预...

【专利技术属性】
技术研发人员：樊荣伟，董超伟，陈兆东，陈德应，董志伟，李旭东，王兴，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：