專利名稱：距離選通激光成像貓眼效應(yīng)目標探測方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及激光成像技術(shù)，是一種能夠探測獲取遠距離貓眼效應(yīng)目標的主動光學(xué)成像技術(shù)，屬于激光成像領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
隨著光電成像設(shè)備在各系統(tǒng)中的應(yīng)用日益增多，就為如何探測和發(fā)現(xiàn)這類系統(tǒng)提供了一種新的需求。一般的，成像光學(xué)系統(tǒng)可以近似的看成是一個透鏡與一個探測器焦平面的組合，當一束入射的平行激光束聚焦到焦平面上時，由于焦平面是一個反射平面，按照光的可逆原理，激光束會沿著原路返回，從而產(chǎn)生能量集中、方向性好的平行反射光，其光強大大超過普通漫反射光強，這就是成像光學(xué)系統(tǒng)的“貓眼效應(yīng)”。在距離遠、大氣的光傳輸特性差或者后向散射嚴重等惡劣天氣條件下，即使微光 成像系統(tǒng)也不能提供足夠的分辨率，很難探測和發(fā)現(xiàn)目標。紅外成像系統(tǒng)受溫度對比低的限制也存在類似問題。為了克服以上缺點，采用近紅外脈沖激光器和選通IC⑶(帶有像增強功能的CCD相機)設(shè)計出了一種距離選通激光主動成像系統(tǒng)，可以全天候探測目標。距離選通激光主動成像技術(shù)可以克服被動成像系統(tǒng)受環(huán)境光照影響的缺點，具有成像清晰、對比度高等特點?；诰嚯x選通激光成像貓眼效應(yīng)目標探測方法，是一種對遠距離貓眼效應(yīng)目標的探測技術(shù)。采用脈沖半導(dǎo)體激光器將目標所在特定區(qū)域照明，實現(xiàn)對貓眼效應(yīng)目標的探測和測距,可克服輻射脈沖和回波信號在大氣路徑中傳輸、大氣背景輻射、透過率、散射和吸收以及湍流等因素對主動照明成像產(chǎn)生的影響。

發(fā)明內(nèi)容
I、目的本發(fā)明針對傳統(tǒng)的貓眼效應(yīng)目標探測方法探測距離近，遠距離探測時，容易受到背景噪聲干擾等特點，采用脈沖半導(dǎo)體激光器照明，同步控制電路對脈沖半導(dǎo)體激光器和ICXD的選通門進行同步控制，使用具有高速選通和微光成像功能的IC⑶接收成像，可對特定景深貓眼效應(yīng)目標進行探測和測距，降低了目標背景噪聲對貓眼效應(yīng)目標的干擾。2、技術(shù)方案本發(fā)明給出了一種基于距離選通激光成像貓眼效應(yīng)目標探測方法，利用貓眼效應(yīng)可以比較有效地將特定的目標從其它目標(如復(fù)雜背景等)識別出來。貓眼效應(yīng)的關(guān)鍵之處就在于目標回波強度遠遠大于其它類型目標的回波強度，但當距離較遠時容易受到背景噪聲干擾。距離選通技術(shù)是利用脈沖激光器和選通攝像機，以時間的先后分開不同距離上的散射光和目標的反射光，使由被觀察目標反射回來的輻射脈沖剛好在攝像機選通工作的時間內(nèi)到達攝像機并成像，可降低采集圖像的復(fù)雜度，增大貓眼效應(yīng)目標提取概率。距離選通激光成像貓眼效應(yīng)目標探測方法具體實現(xiàn)步驟為第一，在激光主動成像照明端，同步控制電路生成脈寬為2 U S、頻率為IOKHz的脈沖信號，驅(qū)動激光發(fā)射激光脈沖。第二，在激光主動成像接收端，同步控制電路控制選通型IC⑶選通門開閉，對探測區(qū)域不同距離目標反射的光脈沖進行接收。第三，同步控制電路根據(jù)選通成像設(shè)定的延遲時間，計算得到特定景深內(nèi)貓眼效應(yīng)目標的距離。3、優(yōu)點和功效本發(fā)明的優(yōu)點是同步控制電路控制選通型IC⑶選通門開閉，可對特定景深目標進行成像，降低了背景復(fù)雜度，減少了目標背景噪聲對離貓眼效應(yīng)目標的干擾。同步控制電路根據(jù)選通成像設(shè)定的延遲時間，可計算得到特定景深內(nèi)貓眼效應(yīng)目標的距離。


附圖I為距離選通激光成像貓眼效應(yīng)目標探測系統(tǒng)框圖。系統(tǒng)主要由激光器、ICCD和同步控制電路組成。激光光源由脈沖激光器組成，同步控制電路控制激光器出光，并控制ICCD開閉，對特定景深目標進行觀察。圖I符號說明如下1、半導(dǎo)體激光器；2、發(fā)射鏡頭；3、貓眼效應(yīng)目標；4、接收鏡頭；5、ICXD ;6、后端處理平臺；7同步控制電路。
(五)具體實施方法本發(fā)明通過同步控制電路控制脈沖激光器發(fā)射脈沖激光，同步控制電路控制ICCD開閉，接收不同距離返回的脈沖光束，從而對特定的貓眼效應(yīng)目標進行觀察。見圖I本發(fā)明是距離選通激光成像貓眼效應(yīng)目標探測方法，具體實現(xiàn)步驟是I.在激光主動成像照明端，同步控制電路生成脈寬為2 U S、頻率為IOKHz的脈沖信號，驅(qū)動808nm半導(dǎo)體脈沖激光發(fā)射激光脈沖，對探測區(qū)域進行步進式照明。2.在激光主動成像接收端，同步控制電路控制選通型ICXD開閉，對探測區(qū)域不同距離目標反射的光脈沖進行接收，從而對特定觀察區(qū)域貓眼效應(yīng)目標進行步進式搜索。3.同步控制電路根據(jù)選通成像設(shè)定的延遲時間，計算得到特定景深內(nèi)貓眼效應(yīng)目標的距離。本發(fā)明的優(yōu)點是，可對特定景深貓眼效應(yīng)目標進行探測，降低了目標背景噪聲對遠距離貓眼效應(yīng)目標的干擾。
權(quán)利要求
1.一種基于距離選通激光成像貓眼效應(yīng)目標探測方法，其特征在于采用808nm脈沖半導(dǎo)體激光器作為照明光源，同步控制電路對脈沖激光器和ICCD的選通門進行同步控制，使用具有高速選通和微光成像功能的ICCD接收成像，可對觀察區(qū)域進行步進式選通成像，對貓眼效應(yīng)目標進行成像并測距，降低了背景噪聲對貓眼效應(yīng)目標的干擾。其包括以下步驟 (1)在激光主動成像照明端，同步控制電路生成脈寬為2y S、頻率為IOKHz的脈沖信號，驅(qū)動激光器發(fā)射激光脈沖。
(2)在激光主動成像接收端，同步控制電路控制選通型ICCD選通門開閉，對探測區(qū)域不同距離目標反射的光脈沖進行接收。
(3)同步控制電路根據(jù)選通成像設(shè)定的延遲時間，計算得到特定景深內(nèi)貓眼效應(yīng)目標的距離。
2.根據(jù)權(quán)利要求書I所述的距離選通激光成像貓眼效應(yīng)目標探測方法，其特征在于采用同步控制電路控制808nm的脈沖激光對遠距離貓眼效應(yīng)目標進行照明。
3.根據(jù)權(quán)利要求書I所述的距離選通激光成像貓眼效應(yīng)目標探測方法，其特征在于在成像接收端，通過同步控制電路控制選通型ICCD開閉，從而對不同景深貓眼效應(yīng)目標進行探測。
4.根據(jù)權(quán)利要求書I所述的距離選通激光成像貓眼效應(yīng)目標探測方法，其特征在于同步控制電路根據(jù)選通成像設(shè)定的延遲時間，可計算得到特定景深內(nèi)貓眼效應(yīng)目標的距離。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種距離選通激光成像貓眼效應(yīng)目標探測方法，采用808nm脈沖半導(dǎo)體激光器作為照明光源，同步控制電路對脈沖激光器和ICCD的選通門進行同步控制，使用具有高速選通和微光成像功能的ICCD接收成像，可對觀察區(qū)域進行步進式選通成像，對貓眼效應(yīng)目標進行成像并測距，降低了背景噪聲對貓眼效應(yīng)目標的干擾。該方法適用于遠距離貓眼效應(yīng)目標探測和測距，在光電對抗和激光成像領(lǐng)域里具有較好的實用價值和廣闊的應(yīng)用前景。
文檔編號G01S17/08GK102749625SQ20121022242
公開日2012年10月24日 申請日期2012年6月28日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月28日
發(fā)明者吳磊, 李麗, 韓學(xué)勤 申請人:北京航空航天大學(xué)