本发明专利技术属于入侵检测技术领域，公开了一种基于微透镜阵列和单像素成像的入侵检测器，包括发射端和接收端，发射端包括中央控制器、数据图像处理器、半导体激光器、位相调制器、空间光调制器和准直透镜；接收端包括微透镜阵列、光子探测器、数据图像处理器和伺服报警器。本发明专利技术可避免激光对射式入侵检测器覆盖范围窄、易于规避的特点，显著降低入侵探测的误报率，增强入侵检测器的适应性和鲁棒性。增强入侵检测器的适应性和鲁棒性。增强入侵检测器的适应性和鲁棒性。
【技术实现步骤摘要】
一种基于微透镜阵列和单像素成像的入侵检测器
[0001]本专利技术属于入侵检测
，具体涉及一种基于微透镜阵列和单像素成像的入侵检测器。
技术介绍
[0002]现有的区域安全防范，大多是采用红外激光对射光墙式的入侵检测。激光对射式检测器包括光源、探测器、接收机和发射机，通过光源发出多光束红外激光，且多光束红外激光平行对射，形成光墙；将光源和探测器等间隔排列成对放置，光束平行；并将发射机和接收机分置光墙两端。
[0003]上述检测方式存在以下问题：
[0004](1)光束位置明显，可以从光源和探测器的位置反推出光路的位置，不能检测具有主动判别光束位置的智能化入侵者。
[0005](2)激光束波束宽度极其有限，平行光束间距较大。而降低光束间距需要增加平行光束数目，因此成本会随平行光束数目线性成倍增加，不适用于微型无人机、微型仿生机器人等微小目标。
[0006](3)发射机和接收机分置在光墙两端，需要位于光墙两端光源和探测器的密切配合才能完成，光墙两端均需要是可信任的安全区域。
[0007]因此，上述激光对射式检测器不适用于一端为安全性未知的非合作目标区域。
技术实现思路
[0008]本专利技术意在提供一种基于微透镜阵列和单像素成像的入侵检测器，本专利技术旨在解决现有技术中存在的技术问题。
[0009]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案，一种基于微透镜阵列和单像素成像的入侵检测器，包括发射端和接收端，发射端包括中央控制器、数据图像处理器、半导体激光器、位相调制器、空间光调制器和准直透镜；接收端包括微透镜阵列、光子探测器、数据图像处理器和伺服报警器。
[0010]在本专利技术的另一种优选实施方式中，发射端和接收端一体设置。安装使用简单。
[0011]在本专利技术的另一种优选实施方式中，半导体激光器发射的激光为近红外波段800nm。该波段的激光为肉眼不可见波段，具有较强的隐蔽性。同时，易于与激光夜视系统对接。
[0012]在本专利技术的另一种优选实施方式中，微透镜阵列和光子探测器均设置有一对。成对微透镜信号存在时域关联，具有较强抗干扰能力。
[0013]在本专利技术的另一种优选实施方式中，光子探测器采用具有光子分辨能力的探测器，光子探测器为盖革模式工作的雪崩光电二极管探测器或超导机制的超导单光子探测器。
[0014]在本专利技术的另一种优选实施方式中，伺服报警器包括图像输入接口、报警反馈输
出接口、警笛驱动输出接口、警灯驱动输出接口、报警报文输出接口和甄别算法。能完成入侵信号的甄别和报警。
[0015]在本专利技术的另一种优选实施方式中，具体使用流程为，
[0016]通过中央控制器对半导体激光器发射控制信号，使得半导体激光器发射激光；同时，数据图像处理器向位相调制器发射调控信号，改变空间光调制器上的调制模式；经空间光调制器调制后的光信号经过准直透镜出射，到达被测区域或被测物体，并返回回波信号；
[0017]从被测区域或被测物体返回的回波信号由微透镜阵列接收，再经过光子探测器探测，光子探测器的探测信号由数据图像处理器接收和处理；
[0018]当数据图像处理器发射的测试信号为本底测试信号时，形成目标场景本底成像；当数据图像处理器发射的测试信号为实时测试信号时，形成目标场景实时成像；并采用数据图像处理器将目标场景本底成像和目标场景实时成像通过图像输入接口送至伺服报警器，利用伺服报警器内的甄别算法判断是否入侵；
[0019]若存在入侵，则通过报警反馈输出接口反馈至中央控制器，由中央控制器启动入侵响应策略，启动入侵条件下的目标场景跟踪检测；同时通过警笛驱动输出接口、警灯驱动输出接口、报警报文输出接口分别输出报警的警笛、警灯和报警记录文本。
[0020]在本专利技术的另一种优选实施方式中，数据图像处理器的图像获取使用单像素成像算法。
[0021]在本专利技术的另一种优选实施方式中，本底测试信号和实时测试信号的比例为1:5～1:100。可根据防控等级，灵活调节甄别阈值。
[0022]在本专利技术的另一种优选实施方式中，伺服报警器的甄别算法为，设定阈值ε，计算目标场景实时成像与目标场景本底成像的差δ，再计算函数f(δ)，若f(δ)＞ε，则判断为存在入侵，否则判断为不存在入侵。
[0023]本专利技术收发一体式设计，能通过微透镜阵列的高效反射光收集和高效的单像素成像算法，实现被检区域的高速成像。可以避免激光对射式入侵检测器覆盖范围窄、易于规避的特点，显著降低入侵探测的误报率，增强入侵检测器的适应性和鲁棒性。
[0024]能通过立体锥状光束的发射和目标场景漫反射回波信号的反演算法，实现场景监视。由于采用微透镜阵列，可以实现大视场、等分辨率的目标成像，解决激光对射式入侵检测器光束较窄带来的漏检问题。同时，由于采用收发一体设计，无需远端的布置，更容易适用于非合作目标区域的入侵检测或已知区域的安全防控。
[0025]本专利技术的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。
附图说明
[0026]本专利技术的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
[0027]图1是本申请实施例的原理图。
[0028]图2是本申请实施例中报警伺服器的结构示意图。
[0029]图3是本申请实施例中目标场景本底成像的流程图。
[0030]图4是本申请实施例中目标场景实时成像的流程图。
[0031]图5是本申请实施例中本底测试时序信号和实时测试时序信号的时序逻辑图。
[0032]图6是本申请实施例中报警伺服器中甄别算法的流程图。
[0033]图7是本申请的实验应用示意图。
具体实施方式
[0034]下面详细描述本专利技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。
[0035]半导体激光器：LASER
[0036]位相调制器：φ
[0037]空间光调制器：SLM
[0038]准直透镜：LEN
[0039]微透镜阵列：ML1、ML2
[0040]光子探测器：PD1、PD2
[0041]图2中31为图像输入接口、32为报警反馈输出接口、33为警笛驱动输出接口、34为警灯驱动输出接口、35为报警报文输出接口、36为甄别算法。
[0042]本专利技术提供了一种基于微透镜阵列和单像素成像的入侵检测器，如图1所示，包括发射端和接收端，发射端和接收端一体设置。
[0043]发射端包括中央控制器、数据图像处理器、半导体激光器、位相调制器、空间光调制器和准直透镜。
[0044]使用时，半导体激光器发射激光，激光采用近红外波段800nm，为肉眼不可见波段，具有较强的隐蔽性。<本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于微透镜阵列和单像素成像的入侵检测器，包括发射端和接收端，其特征在于：发射端包括中央控制器、数据图像处理器、半导体激光器、位相调制器、空间光调制器和准直透镜；接收端包括微透镜阵列、光子探测器、数据图像处理器和伺服报警器。2.根据权利要求1所述的一种基于微透镜阵列和单像素成像的入侵检测器，其特征在于：发射端和接收端一体设置。3.根据权利要求2所述的一种基于微透镜阵列和单像素成像的入侵检测器，其特征在于：半导体激光器发射的激光为近红外波段800nm。4.根据权利要求3所述的一种基于微透镜阵列和单像素成像的入侵检测器，其特征在于：微透镜阵列和光子探测器均设置有一对。5.根据权利要求4所述的一种基于微透镜阵列和单像素成像的入侵检测器，其特征在于：光子探测器采用具有光子分辨能力的探测器，光子探测器为盖革模式工作的雪崩光电二极管探测器或超导机制的超导单光子探测器。6.根据权利要求5所述的一种基于微透镜阵列和单像素成像的入侵检测器，其特征在于：伺服报警器包括图像输入接口、报警反馈输出接口、警笛驱动输出接口、警灯驱动输出接口、报警报文输出接口和甄别算法。7.根据权利要求6所述的一种基于微透镜阵列和单像素成像的入侵检测器，其特征在于：具体使用流程为，通过中央控制器对半导体激光器发射控制信号，使得半导体激光器发射激光；同时，数据图像处理器向位相调制器发射调控信号，改变空间光调制器上的调制模式；...
【专利技术属性】
技术研发人员：张胜利，杨颂，
申请(专利权)人：北京空间机电研究所，
类型：发明
国别省市：
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