本发明专利技术公开了一种基于MEMS二维扫描镜的四维成像装置及其成像方法，该装置包括CPU模块、脉冲激光器、MEMS二维扫描镜、脉冲峰值保持电路、MEMS二维扫描镜测角装置、半透半反镜、第一脉冲激光接收模块、第二脉冲激光接收模块、时间间隔测量模块。本发明专利技术将被测区域的三维图像与被测目标表面对于激光反射情况信息整合，提供被测区域的四维信息，能更好地反映被测区域的特征。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于成像
，涉及一种成像装置，尤其是一种基于MEMS 二维扫描镜的四维成像装置及其成像方法。
技术介绍
随着激光技术的发展，脉冲激光的测距技术已经趋于完善和成熟。同时，配合以微电子机械系统(Micro Electronic Mechanical System, MEMS)为核心扫描器件的激光主动探测装置也有了一定的发展。然而传统的激光主动探测装置虽然可以精确的生成被测区域的三维图像，但是对于被测区域表面的特征却无法提取
技术实现思路
·本专利技术的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种基于MEMS 二维扫描镜的四维成像装置及其成像方法，该装置将被测区域的三维图像与被测目标表面对于激光反射情况信息整合，提供被测区域的四维信息，能更好地反映被测区域的特征。本专利技术的目的是通过以下技术方案来解决的这种基于MEMS 二维扫描镜的四维成像装置，包括CPU模块、脉冲激光器、MEMS 二维扫描镜、脉冲峰值保持电路、MEMS 二维扫描镜测角装置、半透半反镜、第一脉冲激光接收模块、第二脉冲激光接收模块、时间间隔测量模块；所述MEMS 二维扫描镜固定在半透半反镜的正前方，半透半反镜固定在脉冲激光器的正前方，MEMS 二维扫描镜转角测量装置(6)固定在MEMS 二维扫描镜的两个转动轴上；所述CPU模块通过第一、二 AD转换器分别与MEMS 二维扫描镜转角测量装置和脉冲峰值测量电路(4)连接；所述时间间隔测量模块也连接至CPU模块；所述第一脉冲激光接收模块和第二脉冲激光接收模块均与时间间隔测量模块相连；所述第二脉冲激光接收模块还与脉冲峰值测量电路的输入端连接。本专利技术还提出一种上述的四维成像装置的成像方法，具体为I)脉冲激光器发射脉冲激光束，激光束经过半透半反镜后分为两路，一路激光束经MEMS 二维扫描镜扫描后照射到被测目标上，另一路照射到第一脉冲激光接收模块上，照射到被测目标后的反射激光被第二脉冲激光接收模块接收，第一脉冲激光接收模块和第二脉冲激光接收模块分别生成两路脉冲信号输入给时间间隔测量模块；时间间隔测量模块测量这两路脉冲信号的时间差，所述CPU模块由时间间隔测量模块中读取该时间差并计算出被测目标的距离；2)脉冲峰值测量电路将第二脉冲激光接收模块接收的脉冲信号峰值保持住，并通过第二 A/D转换器将脉冲峰值信号转换为数字信号，所述CPU模块读取该峰值信号；3)MEMS 二维扫描镜转角测量装置输出两路电压信号用以控制MEMS 二维扫描镜的转角，第一 A/D转换器同时测量这两路电压信号，CPU模块读取这两路电压信号；4) CPU模块将读取到的距离信息，脉冲峰值信息，MEMS 二维扫描镜转角信息，组合在一起生成四维图像。本专利技术具有以下有益效果本专利技术将被测区域的三维图像与被测目标表面对于激光反射情况信息整合，提供被测区域的四维信息，能更好地反映被测区域的特征。本专利技术通过可以同时获得目标的距离和强度图像，与传统的单一模式的距离或强度相比，更有利于对目标的识别和跟踪。附图说明图I为本专利技术的装置各部分的连接框图。具体实施方式 下面结合附图对本专利技术做进一步详细描述参见图I，本专利技术基于MEMS 二维扫描镜的四维成像装置，包括CPU模块I、脉冲激光器2、MEMS 二维扫描镜3、脉冲峰值保持电路4、MEMS 二维扫描镜测角装置6、半透半反镜7、第一脉冲激光接收模块(8)、第二脉冲激光接收模块9、时间间隔测量模块10。MEMS 二维扫描镜3固定在半透半反镜7的正前方，半透半反镜7固定在脉冲激光器2的正前方，MEMS 二维扫描镜转角测量装置6固定在MEMS 二维扫描镜3的两个转动轴上;CPU模块I通过第一、二 AD转换器11，5分别与MEMS 二维扫描镜转角测量装置6和脉冲峰值测量电路4连接；所述时间间隔测量模块10也连接至CPU模块I ;第一脉冲激光接收模块8和第二脉冲激光接收模块9)均与时间间隔测量模块10相连；第二脉冲激光接收模块9还与脉冲峰值测量电路4的输入端连接。以上所述的四维成像装置的成像方法为I)脉冲激光器2发射脉冲激光束，激光束经过半透半反镜7后分为两路，一路激光束经MEMS 二维扫描镜3扫描后照射到被测目标上，另一路照射到第一脉冲激光接收模块8上，照射到被测目标后的反射激光被第二脉冲激光接收模块9接收，第一脉冲激光接收模块8和第二脉冲激光接收模块9分别生成两路脉冲信号输入给时间间隔测量模块10 ;时间间隔测量模块10测量这两路脉冲信号的时间差，CPU模块I由时间间隔测量模块10中读取该时间差并计算出被测目标的距离；2)脉冲峰值测量电路4将第二脉冲激光接收模块9接收的脉冲信号峰值保持住，并通过第二 A/D转换器5将脉冲峰值信号转换为数字信号，CPU模块I读取该峰值信号；3)MEMS 二维扫描镜转角测量装置6输出两路电压信号用以控制MEMS 二维扫描镜3的转角，第一 A/D转换器11同时测量这两路电压信号，CPU模块I读取这两路电压信号；4) CPU模块I将读取到的距离信息，脉冲峰值信息，MEMS 二维扫描镜转角信息，组合在一起生成四维图像。权利要求1.一种基于MEMS 二维扫描镜的四维成像装置，其特征在于，包括CPU模块(I )、脉冲激光器(2)、MEMS 二维扫描镜(3)、脉冲峰值保持电路(4)、MEMS 二维扫描镜测角装置(6)、半透半反镜(7)、第一脉冲激光接收模块(8)、第二脉冲激光接收模块(9)、时间间隔测量模块(10)； 所述MEMS 二维扫描镜(3)固定在半透半反镜(7)的正前方，半透半反镜(7)固定在脉冲激光器(2)的正前方，MEMS 二维扫描镜转角测量装置(6)固定在MEMS 二维扫描镜(3)的两个转动轴上；所述CPU模块(I)通过第一、二 AD转换器(11，5 )分别与MEMS 二维扫描镜转角测量装置(6)和脉冲峰值测量电路(4)连接；所述时间间隔测量模块(10)也连接至CPU模块(I);所述第一脉冲激光接收模块(8)和第二脉冲激光接收模块(9)均与时间间隔测量模块(10)相连；所述第二脉冲激光接收模块(9)还与脉冲峰值测量电路(4)的输入端连接。2.—种权利要求I所述的四维成像装置的成像方法，其特征在于 1)脉冲激光器(2)发射脉冲激光束，激光束经过半透半反镜(7)后分为两路，一路激光束经MEMS 二维扫描镜(3)扫描后照射到被测目标上，另一路照射到第一脉冲激光接收模块(8)上，照射到被测目标后的反射激光被第二脉冲激光接收模块(9)接收，第一脉冲激光接收模块(8)和第二脉冲激光接收模块(9)分别生成两路脉冲信号输入给时间间隔测量模块(10);时间间隔测量模块(10)测量这两路脉冲信号的时间差，所述CPU模块(I)由时间间隔测量模块(10)中读取该时间差并计算出被测目标的距离； 2)脉冲峰值测量电路(4)将第二脉冲激光接收模块(9)接收的脉冲信号峰值保持住，并通过第二 A/D转换器(5)将脉冲峰值信号转换为数字信号，所述CPU模块(I)读取该峰值信号; 3)MEMS 二维扫描镜转角测量装置(6)输出两路电压信号用以控制MEMS 二维扫描镜(3 )的转角，第一 A/D转换器(I I)同时测量这两路电压信号，CPU模块(I)读取这两路电压信号; 4)CPU模块(I)将读取到的距离信息，本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种基于MEMS二维扫描镜的四维成像装置，其特征在于，包括CPU模块（1）、脉冲激光器（2）、MEMS二维扫描镜（3）、脉冲峰值保持电路（4）、MEMS二维扫描镜测角装置（6）、半透半反镜（7）、第一脉冲激光接收模块（8）、第二脉冲激光接收模块（9）、时间间隔测量模块（10）；所述MEMS二维扫描镜（3）固定在半透半反镜（7）的正前方，半透半反镜（7）固定在脉冲激光器（2）的正前方，MEMS二维扫描镜转角测量装置（6）固定在MEMS二维扫描镜（3）的两个转动轴上；所述CPU模块（1）通过第一、二AD转换器（11，5）分别与MEMS二维扫描镜转角测量装置（6）和脉冲峰值测量电路（4）连接；所述时间间隔测量模块（10）也连接至CPU模块（1）；所述第一脉冲激光接收模块（8）和第二脉冲激光接收模块（9）均与时间间隔测量模块（10）相连；所述第二脉冲激光接收模块（9）还与脉冲峰值测量电路（4）的输入端连接。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：孙剑，田征，侯德门，郭鹏斌，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：
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