一種實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)距離選通三維成像系統(tǒng)及成像方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)距離選通三維成像系統(tǒng)及方法，解決現(xiàn)有距離選通三維成像無法實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)成像的問題。本發(fā)明中利用距離選通成像技術(shù)，在時(shí)序控制器輸出的ABAB模式工作時(shí)序控制下，實(shí)現(xiàn)圖像傳感器、選通門和脈沖激光器的同步工作，獲取空間感興趣區(qū)的A-B型二維選通視頻流，該視頻流中A型幀和B型幀幀間相鄰，利用相鄰幀間的時(shí)空相關(guān)性，建立當(dāng)前幀與上一幀圖像空間交疊區(qū)像素灰度比與距離能量比的映射關(guān)系，通過當(dāng)前幀與上一幀動(dòng)態(tài)在線解調(diào)的方式，采用距離選通超分辨率三維成像算法重建二維選通圖像中丟失的距離信息，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)三維成像。本發(fā)明適應(yīng)性好，靈活性強(qiáng)，無需增加新的硬件成本。
【專利說明】一種實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)距離選通三維成像系統(tǒng)及成像方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于三維成像【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)距離選通三維成像的方 法。

【背景技術(shù)】
[0002] 遠(yuǎn)距離、實(shí)時(shí)、高分辨率三維成像在智能監(jiān)控、地形勘察、海事搜救、航天器軟著 陸、交會(huì)對接、避障導(dǎo)航、反偽裝偵察以及姿態(tài)無關(guān)圖像制導(dǎo)等領(lǐng)域具有迫切需求和廣泛應(yīng) 用前景。傳統(tǒng)的激光掃描雷達(dá)實(shí)時(shí)性差，而目前新興的閃光激光成像雷達(dá)（Flash LIDAR) 空間分辨率低（像元數(shù)不大于128X128)，均無法滿足遠(yuǎn)距離、實(shí)時(shí)、高分辨率的應(yīng)用需求。
[0003] 距離選通三維成像是一種新型的三維成像技術(shù)，可獲取高質(zhì)量的二維選通圖像， 并可在此基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)高分辨率三維成像，像素?cái)?shù)（大于1000X1000)遠(yuǎn)高于閃光激光成像 雷達(dá)，從而利于實(shí)現(xiàn)大視場、高分辨率的三維重建，增強(qiáng)環(huán)境感知能力，易于發(fā)現(xiàn)目標(biāo)。目 前距離選通三維成像主要有步進(jìn)延時(shí)掃描三維成像、增益調(diào)制三維成像和超分辨率三維成 像。步進(jìn)延時(shí)掃描三維成像是利用距離選通成像在距離向上小步長步進(jìn)獲取不同距離下的 選通圖像，然后通過大量的選通圖像反演出目標(biāo)的距離；增益調(diào)制三維成像是分別獲取感 興趣區(qū)選通門增益為固定值及選通門增益線性調(diào)制時(shí)的兩幅選通圖像，根據(jù)兩幅圖像間的 距離增益變化引起能量變化反演出目標(biāo)距離信息；超分辨率三維成像則包括梯形包絡(luò)超分 辨率三維成像和三角形包絡(luò)超分辨率三維成像，兩者都是通過激光脈沖和選通脈沖的卷積 作用獲取兩幅具有特定幾何形狀距離能量包絡(luò)的選通圖像，通過建立像素灰度比與距離能 量比的映射關(guān)系，反演獲得目標(biāo)的三維信息。對于步進(jìn)延時(shí)掃描三維成像，本質(zhì)上仍是一種 掃描機(jī)制的成像方法，欲獲得高的距離分辨率，需在較小的延時(shí)步進(jìn)步長下獲取目標(biāo)大量 的選通圖像，然后處理大量數(shù)據(jù)，因此，該方法實(shí)時(shí)性較差。增益調(diào)制三維成像和超分辨率 三維成像都是通過兩幅圖實(shí)現(xiàn)三維反演的，但是前者工作過程中，需要對選通門的增益進(jìn) 行調(diào)制，因此，比較適合大景深三維成像，對于小景深成像，由于選通門寬較小，則往往無法 響應(yīng)快速的增益調(diào)制，從而無法有效工作。超分辨率三維成像則可以突破選通門寬的限制， 實(shí)現(xiàn)距離向超分辨率成像，因此，具有更大的應(yīng)用潛力。但是，無論是增益調(diào)制三維成像還 是超分辨率三維成像，在實(shí)時(shí)三維成像方面，國內(nèi)外目前還無相關(guān)報(bào)道。目前還缺少實(shí)現(xiàn)實(shí) 時(shí)距離選通三維成像的有效方法。能否實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)距離選通三維成像關(guān)系著距離選通三維成 像技術(shù)的應(yīng)用前景和技術(shù)生命力。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 針對上述現(xiàn)有技術(shù)存在的不足之處，本發(fā)明的主要目的在于提出一種實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)距 離選通三維成像的幀間相關(guān)法，以達(dá)到實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)距離選通三維成像的目的。
[0005] 為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供了一種實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)距離選通三維成像的方法，其包 括：
[0006] 步驟1、時(shí)序控制器產(chǎn)生ABAB模式工作時(shí)序，所述ABAB模式工作時(shí)序包括分別觸 發(fā)圖像傳感器、脈沖激光器和選通門的三路時(shí)序控制信號(hào)；
[0007] 步驟2、在所述觸發(fā)圖像傳感器時(shí)序控制信號(hào)的作用下，所述脈沖激光器按照時(shí)序 控制器產(chǎn)生的脈沖激光器時(shí)序控制信號(hào)發(fā)射激光脈沖，對目標(biāo)進(jìn)行照明；所述選通門按照 時(shí)序控制器產(chǎn)生的選通門時(shí)序控制信號(hào)開啟工作，生成選通脈沖，一個(gè)選通脈沖對應(yīng)一個(gè) 激光脈沖，構(gòu)成脈沖對；所述圖像傳感器按照時(shí)序控制器產(chǎn)生的圖像傳感器時(shí)序控制信號(hào) 以給定的曝光時(shí)間及幀頻采集由脈沖對產(chǎn)生的目標(biāo)回波信號(hào)，并輸出圖像；所輸出的圖像 構(gòu)成A型幀和B型幀交替循環(huán)出現(xiàn)的二維圖像序列；其中，形成所述A型幀和B型幀的脈沖 對內(nèi)的激光脈沖和選通脈沖間的選通延時(shí)不同；
[0008] 步驟3、對所述二維圖像序列，利用距離選通超分辨率三維成像算法進(jìn)行動(dòng)態(tài)在線 解調(diào)，每個(gè)當(dāng)前幀與其上一幀解調(diào)后形成一幀三維圖像，動(dòng)態(tài)輸出形成的三維圖像序列。
[0009] 本發(fā)明還提供了一種實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)距離選通三維成像的系統(tǒng)，其包括：
[0010] 時(shí)序控制器，其產(chǎn)生ABAB模式工作時(shí)序，所述ABAB模式工作時(shí)序包括分別觸發(fā)圖 像傳感器、脈沖激光器和選通門的三路時(shí)序控制信號(hào)；
[0011] 脈沖激光器，在所述觸發(fā)圖像傳感器時(shí)序控制信號(hào)的作用下，所述脈沖激光器按 照時(shí)序控制器產(chǎn)生的脈沖激光器時(shí)序控制信號(hào)發(fā)射激光脈沖，對目標(biāo)進(jìn)行照明；
[0012] 選通門，所述選通門按照時(shí)序控制器產(chǎn)生的選通門時(shí)序控制信號(hào)開啟工作，生成 選通脈沖，一個(gè)選通脈沖對應(yīng)一個(gè)激光脈沖，構(gòu)成脈沖對；
[0013] 圖像傳感器，所述圖像傳感器按照時(shí)序控制器產(chǎn)生的圖像傳感器時(shí)序控制信號(hào)以 給定的曝光時(shí)間及幀頻采集由脈沖對產(chǎn)生的目標(biāo)回波信號(hào)，并輸出圖像；所輸出的圖像構(gòu) 成A型幀和B型幀交替循環(huán)出現(xiàn)的二維圖像序列；其中，形成所述A型幀和B型幀的脈沖對 內(nèi)的激光脈沖和選通脈沖間的選通延時(shí)不同；
[0014] 動(dòng)態(tài)在線解調(diào)裝置，其對所述二維圖像序列，利用距離選通超分辨率三維成像算 法進(jìn)行動(dòng)態(tài)在線解調(diào)，每個(gè)當(dāng)前幀與其上一幀解調(diào)后形成一幀三維圖像，動(dòng)態(tài)輸出形成的 三維圖像序列。
[0015] 從上述技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明具有以下有益效果：
[0016] 1、利用本發(fā)明，由于考慮到距離選通超分辨率三維成像基于兩幅圖像可實(shí)現(xiàn)三維 成像的特點(diǎn)，通過設(shè)計(jì)ABAB模式工作時(shí)序產(chǎn)生A型幀和B型幀交替循環(huán)出現(xiàn)的二維圖像序 列，所以，本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了距離選通超分辨率三維成像所需的空間交疊圖像的動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)獲取。
[0017] 2、利用本發(fā)明，由于利用相鄰幀間的時(shí)空相關(guān)性采用距離選通超分辨率三維成像 算法動(dòng)態(tài)在線解調(diào)，所以，可實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)三維成像，輸出的三維圖像的幀頻與圖像傳感器的二 維圖像幀頻一致。
[0018] 3、利用本發(fā)明，由于基于距離選通三維成像技術(shù)采用幀間相關(guān)法實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)三維 成像，所以，本發(fā)明為遠(yuǎn)距離、實(shí)時(shí)、高分辨率三維成像提供了新的技術(shù)手段，同時(shí)，有益于 拓展距離選通三維成像新的應(yīng)用領(lǐng)域，發(fā)揮距離選通三維成像在動(dòng)目標(biāo)3D監(jiān)控等方面的 技術(shù)潛力。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0019] 圖1是本發(fā)明中實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)距離選通三維成像系統(tǒng)的工作原理示意圖：(a)為幀間 相關(guān)法實(shí)現(xiàn)相鄰幀間的動(dòng)態(tài)在線解調(diào)，（b)為相鄰幀間采用的距離選通超分辨率三維成像 解調(diào)算法；
[0020] 圖2為本發(fā)明中時(shí)序控制器產(chǎn)生的ABAB模式工作時(shí)序示意圖；
[0021] 圖中主要元件符號(hào)說明：
[0022] 1時(shí)序控制器，2脈沖激光器，3選通門，4圖像傳感器，5激光脈沖，6選通脈沖。

【具體實(shí)施方式】
[0023] 為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合具體實(shí)施例，并參照 附圖，對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
[0024] 在此公開本發(fā)明結(jié)構(gòu)實(shí)施例和方法的描述?？梢粤私獾氖遣⒉灰鈭D將本發(fā)明限制 在特定公開的實(shí)施例中，而是本發(fā)明可以通過使用其它特征，元件方法和實(shí)施例來加以實(shí) 施。不同實(shí)施例中的相似元件通常會(huì)標(biāo)示相似的號(hào)碼。
[0025] 圖1示出了本發(fā)明中實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)距離選通三維成像系統(tǒng)的工作原理示意圖。參見圖 1，本發(fā)明公開了一種實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)距離選通三維成像的方法，其包括：
[0026] 步驟1、時(shí)序控制器1產(chǎn)生ABAB模式工作時(shí)序，所述ABAB模式工作時(shí)序包括分別 觸發(fā)圖像傳感器4、脈沖激光器2和選通門3的三路時(shí)序控制信號(hào)；
[0027] 步驟2、在所述觸發(fā)圖像傳感器時(shí)序控制信號(hào)的作用下，所述圖像傳感器按照時(shí)序 控制器產(chǎn)生的圖像傳感器時(shí)序控制信號(hào)以給定的曝光時(shí)間及幀頻采集由脈沖對產(chǎn)生的目 標(biāo)回波信號(hào)，實(shí)現(xiàn)每幀M個(gè)脈沖對產(chǎn)生的目標(biāo)回波信號(hào)的積累，輸出圖像，M > 1 ;所述脈沖 激光器按照時(shí)序控制器產(chǎn)生的脈沖激光器時(shí)序控制信號(hào)發(fā)射激光脈沖，對目標(biāo)進(jìn)行照明， 在圖像傳感器每幀曝光時(shí)間里含M個(gè)激光脈沖；所述選通門按照時(shí)序控制器產(chǎn)生的選通門 時(shí)序控制信號(hào)開啟工作，生成選通脈沖，每個(gè)選通脈沖對應(yīng)一個(gè)激光脈沖，相應(yīng)的在圖像傳 感器每幀曝光時(shí)間里形成M個(gè)脈沖對，對于圖像傳感器相鄰幀間脈沖對內(nèi)的激光脈沖和選 通脈沖具有不同的選通延時(shí)，即如果當(dāng)前幀內(nèi)脈沖對的選通延時(shí)為τ Α，則當(dāng)前幀為A型幀， 上一幀的選通延時(shí)則為τΒ，對應(yīng)B型幀，下一幀的選通延時(shí)也為τ Β，對應(yīng)B型幀，如果當(dāng)前 幀內(nèi)脈沖對的選通延時(shí)為τ Β，則當(dāng)前幀為B型幀，相應(yīng)地，上一幀和下一幀均為A型幀，從 而圖像傳感器輸出的圖像具有A型幀和B型幀交替循環(huán)出現(xiàn)的A-B型二維選通視頻流；所 述A-B型二維選通視頻流為通過匹配激光脈沖和選通脈沖間的選通延時(shí)，并以圖像傳感器 的幀周期為單位輸出的A型幀和B型幀交替循環(huán)出現(xiàn)的二維圖像序列，其中A型幀內(nèi)M個(gè) 脈沖對的選通延時(shí)均為τ A，B型幀內(nèi)的M個(gè)脈沖對的選通延時(shí)均為τ Β ;
[0028] 步驟3、對所述A-B型二維選通視頻流，利用距離選通超分辨率三維成像算法進(jìn)行 動(dòng)態(tài)在線解調(diào)，每個(gè)當(dāng)前幀與其上一幀解調(diào)后形成一幀三維圖像，動(dòng)態(tài)輸出形成的三維圖 像序列。動(dòng)態(tài)在線解調(diào)原理及過程為，在ABAB模式工作時(shí)序下，若圖像傳感器4輸出的當(dāng)前 幀為A型幀，則上一幀必然為B型幀，若當(dāng)前幀為B型幀，則上一幀必然為A型幀，因此，工作 過程中，當(dāng)前幀與上一幀必然可采用距離選通超分辨率三維成像算法進(jìn)行三維反演解調(diào)， 實(shí)現(xiàn)每個(gè)當(dāng)前幀與每個(gè)上一幀的動(dòng)態(tài)式解調(diào)。當(dāng)A-B型二維選通視頻流中的選通圖像的距 離能量包絡(luò)為梯形時(shí)，應(yīng)采用梯形距離選通超分辨率三維成像算法進(jìn)行三維反演解調(diào)；當(dāng) A-B型二維選通視頻流中的選通圖像的距離能量包絡(luò)為三角形時(shí)，應(yīng)采用三角形距離選通 超分辨率三維成像算法進(jìn)行三維反演解調(diào)。在工作過程中，采用當(dāng)前幀與上一幀進(jìn)行動(dòng)態(tài) 在線解調(diào)后，輸出的三維圖像的幀頻與圖像傳感器4的幀頻一致，達(dá)到實(shí)時(shí)三維成像的效 果。
[0029] 在該方法中，利用距離選通成像技術(shù)，在時(shí)序控制器1輸出的ABAB模式工作時(shí)序 控制下，實(shí)現(xiàn)圖像傳感器4、脈沖激光器2和選通門3的同步工作，獲取空間感興趣區(qū)的A-B 型二維選通視頻流，如圖I (a)所示，該視頻流中A型幀和B型幀幀間相鄰，利用相鄰幀間的 時(shí)空相關(guān)性，建立當(dāng)前幀與上一幀圖像空間交疊區(qū)像素灰度比與距離能量比的映射關(guān)系， 通過當(dāng)前幀與上一幀動(dòng)態(tài)在線解調(diào)的方式，采用距離選通超分辨率三維成像算法重建二維 選通圖像中丟失的距離信息，如圖1(b)所示，解調(diào)輸出三維選通圖像序列，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)三維 成像。
[0030] 本發(fā)明中使用的距離選通成像技術(shù)，采用脈沖激光器2作為照明光源，采用配有 選通門3的圖像傳感器4作為成像器件，通過時(shí)序控制器1控制激光脈沖5和選通脈沖6 間的選通延時(shí)，實(shí)現(xiàn)對空間感興趣區(qū)的切片成像。工作過程中，時(shí)序控制器1產(chǎn)生ABAB模 式工作時(shí)序，輸出三路TTL信號(hào)，分別觸發(fā)圖像傳感器4、脈沖激光器2和選通門3實(shí)現(xiàn)同步 工作，如圖2所示。該時(shí)序控制器1可基于FPGA實(shí)現(xiàn)。在ABAB模式工作時(shí)序中，整個(gè)工作 時(shí)序以圖像傳感器4的幀周期為單位可分為A型幀和B型幀，并具有ABAB......周期性循環(huán) 的特點(diǎn)，在圖像傳感器4每幀的曝光時(shí)間里包含M個(gè)脈沖對，每個(gè)脈沖對內(nèi)含一個(gè)激光脈沖 5和一個(gè)選通脈沖6,通過控制激光脈沖5和選通脈沖6間選通延時(shí)可實(shí)現(xiàn)選通成像，其中， A型巾貞內(nèi)激光脈沖和選通脈沖間的選通延時(shí)為τΑ，B型巾貞內(nèi)激光脈沖和選通脈沖間的選通 延時(shí)為τ Β，兩者間滿足
[0031] τ Β = τ A+tL (I)
[0032] 公式（I)中\(zhòng)為激光脈沖5的脈寬。
[0033] 在利用A型幀和B型幀進(jìn)行三維重建時(shí)，當(dāng)欲采用梯形包絡(luò)距離選通超分辨率三 維成像算法時(shí)，選通門寬和激光脈寬滿足關(guān)系
[0034] tg = 2tL (2)
[0035] 當(dāng)欲采用三角形包絡(luò)距離選通超分辨率三維成像算法時(shí)，選通門寬和激光脈寬滿 足關(guān)系
[0036] tg = tL (3)
[0037] 公式⑵和（3)中，\為激光脈沖5的脈寬，tg為選通快門的選通脈沖6的脈寬， 即選通門寬。

【權(quán)利要求】
1. 一種實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)距離選通三維成像的方法，其特征在于，包括： 步驟1、時(shí)序控制器產(chǎn)生ABAB模式工作時(shí)序，所述ABAB模式工作時(shí)序包括分別觸發(fā)圖 像傳感器、脈沖激光器和選通門的三路時(shí)序控制信號(hào)； 步驟2、在所述觸發(fā)圖像傳感器時(shí)序控制信號(hào)的作用下，所述脈沖激光器按照時(shí)序控制 器產(chǎn)生的脈沖激光器時(shí)序控制信號(hào)發(fā)射激光脈沖，對目標(biāo)進(jìn)行照明；所述選通門按照時(shí)序 控制器產(chǎn)生的選通門時(shí)序控制信號(hào)開啟工作，生成選通脈沖，一個(gè)選通脈沖對應(yīng)一個(gè)激光 脈沖，構(gòu)成脈沖對；所述圖像傳感器按照時(shí)序控制器產(chǎn)生的圖像傳感器時(shí)序控制信號(hào)以給 定的曝光時(shí)間及幀頻采集由脈沖對產(chǎn)生的目標(biāo)回波信號(hào)，并輸出圖像；所輸出的圖像構(gòu)成 A型幀和B型幀交替循環(huán)出現(xiàn)的二維圖像序列；其中，形成所述A型幀和B型幀的脈沖對內(nèi) 的激光脈沖和選通脈沖間的選通延時(shí)不同； 步驟3、對所述二維圖像序列，利用距離選通超分辨率三維成像算法進(jìn)行動(dòng)態(tài)在線解 調(diào)，每個(gè)當(dāng)前幀與其上一幀解調(diào)后形成一幀三維圖像，動(dòng)態(tài)輸出形成的三維圖像序列。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，圖像傳感器的每幀曝光時(shí)間里包括多個(gè)脈沖對。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，形成所述B型幀的脈沖對內(nèi)的選通脈沖延時(shí)為形 成所述A型幀的脈沖對內(nèi)的選通脈沖延時(shí)與激光脈沖的脈寬之和。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述脈沖對內(nèi)選通脈沖的脈寬為2倍的激光脈沖 的脈寬。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中，步驟3中采用梯形包絡(luò)距離選通超分辨率三維成 像算法對所述二維圖像序列進(jìn)行動(dòng)態(tài)在線解調(diào)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述脈沖對內(nèi)選通脈沖和激光脈沖的脈寬相等。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，步驟3中采用三角形包絡(luò)距離選通超分辨率三維成像 算法對所述二維圖像序列進(jìn)行動(dòng)態(tài)在線解調(diào)。
8. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中，所述圖像傳感器每幀曝光時(shí)間里的脈沖對數(shù)滿 足下式：
其中，M為脈沖對數(shù)，texp為圖像傳感器每幀曝光時(shí)間，τB為B型幀的脈沖對內(nèi)激光脈 沖和選通脈沖間的選通延時(shí)，其中B型幀的脈沖對內(nèi)激光脈沖和選通脈沖間的選通延時(shí)大 于A型幀的的脈沖對內(nèi)激光脈沖和選通脈沖間的選通延時(shí)；tg為選通脈沖的脈寬。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述二維圖像序列中相鄰幀間運(yùn)動(dòng)目標(biāo)像素位 移變化量小于預(yù)設(shè)閾值ΛΡ，其滿足關(guān)系/ .- 和從而保證二維圖像序 ?言" yfps丄， 列相鄰幀間存在強(qiáng)時(shí)空相關(guān)性，其中V//和Vi分別為運(yùn)動(dòng)目標(biāo)相對于系統(tǒng)光軸的水平方向 和垂直方向運(yùn)動(dòng)速度分量，ε//和為圖像水平向和垂直向的像素空間分辨率，fFps為圖 像傳感器的幀頻；所述二維圖像序列中相鄰幀的成像區(qū)間存在空間交疊區(qū)。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所輸出的三維圖像序列的幀頻與圖像傳感器的 幀頻一致。
11.一種實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)距離選通三維成像的系統(tǒng)，其特征在于，包括： 時(shí)序控制器，其產(chǎn)生ABAB模式工作時(shí)序，所述ABAB模式工作時(shí)序包括分別觸發(fā)圖像傳 感器、脈沖激光器和選通門的三路時(shí)序控制信號(hào)； 脈沖激光器，在所述觸發(fā)圖像傳感器時(shí)序控制信號(hào)的作用下，所述脈沖激光器按照時(shí) 序控制器產(chǎn)生的脈沖激光器時(shí)序控制信號(hào)發(fā)射激光脈沖，對目標(biāo)進(jìn)行照明； 選通門，所述選通門按照時(shí)序控制器產(chǎn)生的選通門時(shí)序控制信號(hào)開啟工作，生成選通 脈沖，一個(gè)選通脈沖對應(yīng)一個(gè)激光脈沖，構(gòu)成脈沖對； 圖像傳感器，所述圖像傳感器按照時(shí)序控制器產(chǎn)生的圖像傳感器時(shí)序控制信號(hào)以給定 的曝光時(shí)間及幀頻采集由脈沖對產(chǎn)生的目標(biāo)回波信號(hào)，并輸出圖像；所輸出的圖像構(gòu)成A 型幀和B型幀交替循環(huán)出現(xiàn)的二維圖像序列；其中，形成所述A型幀和B型幀的脈沖對內(nèi)的 激光脈沖和選通脈沖間的選通延時(shí)不同； 動(dòng)態(tài)在線解調(diào)裝置，其對所述二維圖像序列，利用距離選通超分辨率三維成像算法進(jìn) 行動(dòng)態(tài)在線解調(diào)，每個(gè)當(dāng)前幀與其上一幀解調(diào)后形成一幀三維圖像，動(dòng)態(tài)輸出形成的三維 圖像序列。
【文檔編號(hào)】G01S17/89GK104459711SQ201410749269
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年12月9日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月9日
【發(fā)明者】王新偉, 曹憶南, 崔偉, 劉曉泉, 周燕, 李友福 申請人:中國科學(xué)院半導(dǎo)體研究所