本发明专利技术提供一种基于相关哈特曼的激光成像及防御方法和系统，其中，方法包括：获取被动目标信号后，通过目标跟踪算法对被动目标进行跟瞄和锁定，接收被动目标的反射光，并对反射光进行光学天线缩束耦合，通过相关哈特曼对耦合后的反射光进行波前探测，获取哈特曼图像，根据哈特曼图像进行波前复原，并对反射光进行自适应校正，对校正后的反射光进行成像，并将激光沿反射光的可逆光路扩束聚焦至被动目标表面。本发明专利技术能够实现对被动目标的波前信息提取，避免大气湍流对光束的影响，从而达到近衍射极限的成像和激光发射的目的，提高被动目标成像质量和激光防御质量。成像质量和激光防御质量。成像质量和激光防御质量。
【技术实现步骤摘要】
一种基于相关哈特曼的激光成像及防御方法和系统
[0001]本专利技术涉及光学仪器中光束控制
，尤其涉及一种基于相关哈特曼的激光成像及防御方法和系统。
技术介绍
[0002]被动目标探测，是指只利用传感器被动接收到的电磁波或者声波信号，对目标运动状态进行估计。被动目标跟踪由于不对外发射信号，因而具有很强的隐蔽性，但由于观测量的减少导致目标的跟踪精度和收敛程度都有所降低，将这种方式进行应用到军事领域，往往可以给敌对目标意想不到的打击。
[0003]在通过传统点源哈特曼对被动目标进行探测时，需要在目标位置给出点光源信标才能正常工作，而被动目标往往无法提供一个高亮度的点源目标，导致基于传统点源哈特曼的自适应光学校正系统无法在激光防御系统和被动目标成像中产生作用。此外，成像系统和观测目标之间存在的大气湍流变化，会在一定程度上降低成像分辨率和光束质量，导致目标图像模糊和光束漂移、抖动、扩散等问题。因此，传统的被动目标成像和激光防御质量差，不能够到达预期效果。
[0004]因此，亟需一种能够对被动目标的波前信息进行提取，提高激光成像质量和激光防御质量的激光成像及防御方法。
技术实现思路
[0005]基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种基于相关哈特曼的激光成像及防御方法和系统。
[0006]一种基于相关哈特曼的激光成像及防御方法，包括以下步骤：获取被动目标信号，通过目标跟踪算法对所述被动目标进行跟瞄和锁定；接收所述被动目标的反射光，并对所述反射光进行光学天线缩束耦合；通过相关哈特曼对耦合后的反射光进行波前探测，获取哈特曼图像，根据所述哈特曼图像进行波前复原，并对反射光进行自适应校正；对校正后的反射光进行成像，并将激光沿反射光的可逆光路扩束聚焦至被动目标表面。
[0007]在其中一个实施例中，所述目标跟踪算法互相关算法中的任意一种。
[0008]在其中一个实施例中，所述通过相关哈特曼对耦合后的反射光进行波前探测，获取哈特曼图像，对所述哈特曼图像进行波前复原，并对反射光进行自适应校正，包括：通过相关哈特曼的方式对耦合后的反射光进行波前探测，获取哈特曼图像，所述哈特曼图像包括多个子响应图，所述子响应图对应有子孔径；通过余弦窗在所述多个子响应图中选取模板图像，并将所述模板图像分别与所述多个子响应图进行互相关运算，或将所述模板图像与所述哈特曼图像进行互相关运算；通过所述互相关运算获取对应子响应图或哈特曼图像的位置信息；根据所述位置信息对所述子响应图或哈特曼图像进行亚像素插值，提取所述子孔径的斜率，并根据所述子孔径的斜率构建得到斜率矩阵；通过所述斜率矩阵对所述哈特曼图像进行波前复原，并对耦合后的反射光进行自适应校正。
[0009]在其中一个实施例中，所述通过所述互相关运算获取对应子响应图或哈特曼图像的位置信息，包括：通过所述互相关运算对所述模板图像和多个子响应图或所述模板图像与哈特曼图像进行计算，获取对应的回归子响应图或回归响应图，所述互相关运算采用互相关算法中的任意一种算法；遍历查找所述回归子响应图或回归响应图，获取像素最大值，并将所述像素最大值对应的位置信息进行存储。
[0010]在其中一个实施例中，所述根据所述位置信息对对应的子响应图进行亚像素插值，提取所述子孔径的斜率，并根据所述子孔径的斜率构建得到斜率矩阵，包括：根据所述位置信息进行亚像素拟合，得到亚像素偏移量；根据所述子响应图的原像素结合所述亚像素偏移量，得到复原像素值，根据所述复原像素值获取对应的亚像素精度坐标位置；根据所有子响应图的所述亚像素精度坐标位置，构建得到所有子孔径的斜率矩阵。
[0011]在其中一个实施例中，所述自适应校正采用模式法或直接斜率法，对复原后的哈特曼图像进行自适应校正控制。
[0012]一种基于相关哈特曼的激光成像及防御系统，用于实现如上所述的一种基于相关哈特曼的激光成像及防御方法，包括：跟踪子系统、光学天线子系统、自适应光学校正子系统、成像子系统和激光发射子系统，所述跟踪子系统、光学天线子系统、自适应光学校正子系统、成像子系统和激光发射子系统之间电连接，且所述光学天线子系统、自适应光学校正子系统和成像子系统之间光耦合；所述跟踪子系统用于采用目标跟踪算法对被动目标进行跟瞄和锁定；所述光学天线子系统用于接收所述被动目标的反射光，并对所述反射光缩束耦合至所述自适应光学校正子系统；所述自适应光学校正子系统用于通过耦合后的反射光，对所述被动目标进行波前探测和复原，对所述耦合后的反射光进行自适应校正，并能够将所述激光发射子系统的激光扩束聚焦至所述被动目标；所述成像子系统用于对反射光进行被动目标成像；所述激光发射子系统用于发射激光，并采用光路可逆的原理，使激光在所述被动目标表面生成聚焦光斑。
[0013]在其中一个实施例中，所述自适应光学校正子系统包括相关哈特曼波前传感器、波前校正器和控制驱动器，所述相关哈特曼波前传感器、波前校正器和控制驱动器之间电连接；所述相关哈特曼传感器用于对所述被动目标进行波前探测，获取哈特曼图像；所述波前校正器用于对所述哈特曼图像进行波前复原，并对所述反射光进行自适应校正。
[0014]在其中一个实施例中，所述波前校正器为空间光调制器或变形镜。
[0015]在其中一个实施例中，所述自适应光学校正子系统还包括倾斜跟踪传感器和波前倾斜校正器，用于高频倾斜像差校正。
[0016]相比于现有技术，本专利技术的优点及有益效果在于：获取被动目标信号后，通过目标跟踪算法对被动目标进行跟瞄和锁定，接收被动目标的反射光，并对反射光进行光学天线缩束耦合，通过相关哈特曼对耦合后的反射光进行波前探测，获取哈特曼图像，根据哈特曼图像进行波前复原，并对反射光进行自适应校正，对校正后的反射光进行成像，并将激光沿反射光的可逆光路扩束聚焦至被动目标表面。本专利技术能够实现对被动目标的波前信息提取，避免大气湍流对光束的影响，从而达到近衍射极限的成像和激光发射的目的，提高被动目标成像质量和激光防御质量。
附图说明
[0017]图1为一个实施例中一种基于相关哈特曼的激光成像及防御方法的流程示意图；
[0018]图2为一个实施例中一种基于相关哈特曼的激光成像及防御系统的结构示意图。
具体实施方式
[0019]为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面通过具体实施方式结合附图对本专利技术做进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。
[0020]在一个实施例中，如图1所示，提供了一种基于相关哈特曼的激光成像及防御方法，包括以下步骤：
[0021]步骤S101，获取被动目标信号，通过目标跟踪算法对被动目标进行跟瞄和锁定。
[0022]具体地，通过传感器被动接收到被动目标的电磁波或声波信号后，基于目标跟踪算法对被动目标进行跟瞄和锁定，其中，目标跟踪算法可以采用MOSSE算法、KCF算法或DSST算法中的任意一种，能够获取被动目标的脱靶量，即偏移量，从而实现对被动目标的精准跟瞄和锁定。
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【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于相关哈特曼的激光成像及防御方法，其特征在于，包括：获取被动目标信号，通过目标跟踪算法对所述被动目标进行跟瞄和锁定；接收所述被动目标的反射光，并对所述反射光进行光学天线缩束耦合；通过相关哈特曼对耦合后的反射光进行波前探测，获取哈特曼图像，根据所述哈特曼图像进行波前复原，并对反射光进行自适应校正；对校正后的反射光进行成像，并将激光沿反射光的可逆光路扩束聚焦至被动目标表面。2.根据权利要求1所述的基于相关哈特曼的激光成像及防御方法，其特征在于，所述目标跟踪算法为互相关算法中的任意一种。3.根据权利要求1所述的基于相关哈特曼的激光成像及防御方法，其特征在于，所述通过相关哈特曼对耦合后的反射光进行波前探测，获取哈特曼图像，对所述哈特曼图像进行波前复原，并对反射光进行自适应校正，包括：通过相关哈特曼的方式对耦合后的反射光进行波前探测，获取哈特曼图像，所述哈特曼图像包括多个子响应图，所述子响应图对应有子孔径；通过余弦窗在所述多个子响应图中选取模板图像，并将所述模板图像分别与所述多个子响应图进行互相关运算，或将所述模板图像与所述哈特曼图像进行互相关运算；通过所述互相关运算获取对应子响应图或哈特曼图像的位置信息；根据所述位置信息对所述子响应图或哈特曼图像进行亚像素插值，提取所述子孔径的斜率，并根据所述子孔径的斜率构建得到斜率矩阵；通过所述斜率矩阵对所述哈特曼图像进行波前复原，并对耦合后的反射光进行自适应校正。4.根据权利要求3所述的基于相关哈特曼的激光成像及防御方法，其特征在于，所述通过所述互相关运算获取对应子响应图或哈特曼图像的位置信息，包括：通过所述互相关运算对所述模板图像和多个子响应图或所述模板图像与哈特曼图像进行计算，获取对应的回归子响应图或回归响应图，所述互相关运算采用互相关算法中的任意一种算法；遍历查找所述回归子响应图或回归响应图，获取像素最大值，并将所述像素最大值对应的位置信息进行存储。5.根据权利要求3或4所述的基于相关哈特曼的激光成像及防御方法，其特征在于，所述根据所述位置信息对对应的子响应图进行亚像素插值，提取所述子孔径的斜率，并根据所述子孔径的斜率构建得到斜率矩阵，包括：根据所述位置信息进行亚像素拟合，得到亚...
【专利技术属性】
技术研发人员：马晓燠，杨奇龙，游双慧，周万丽，贾天豪，唐彪，
申请(专利权)人：重庆连芯光电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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