本發(fā)明屬于激光光學設計領域，尤其涉及一種光學探測系統(tǒng)。

背景技術：

激光探測及測距系統(tǒng)LiDAR(Light Detection and Ranging)也稱Laser Radar，其工作原理：激光發(fā)射機發(fā)出探測信號，即脈沖激光束，打在目標上，經(jīng)目標反射的目標反射光被光學接收機接收，將光信號轉換成電信號，由后續(xù)信息處理系統(tǒng)進行比較與適當處理，將結果顯示在顯示器上，進而我們可以探測、捕捉到目標物體的距離、方位、高度、速度、形狀等參數(shù)。Laser Radar已廣泛應用于生物、海洋、礦藏等領域，如激光滅蚊器的普及，其已逐漸代替?zhèn)鹘y(tǒng)的滅蚊拍。

但是，現(xiàn)有技術中的激光探測器，采用的是一般的攝像頭，采集的是具有多頻段光線的影像，因此進行差分算法處理時，會對目標物體影像產(chǎn)生干擾，在復雜背景環(huán)境中，目標物體不容易被探測、捕捉到。

可見，現(xiàn)有技術的激光探測器普遍存在對小目標物體的探測、定位不精準，捕捉不精確的問題。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明實施例提供一種光學探測系統(tǒng)，旨在解決現(xiàn)有技術中的激光探測器，普遍存在對小目標物體的探測、定位不精準，捕捉不精確的問題。

本發(fā)明實施例是這樣實現(xiàn)的，一種光學探測系統(tǒng)，包括：

補光單元，用于對目標范圍物體發(fā)射預設波長的光線；

濾光件，用于對接收光路上的所述目標范圍物體反射的反射光進行過濾，以保留預設波長的目標范圍物體反射光；

影像接收單元，用于接收經(jīng)所述濾光件過濾后的符合所述預設波長的所述目標范圍物體反射光，形成所述目標范圍物體的影像信息，并發(fā)送至數(shù)據(jù)處理單元；以及

數(shù)據(jù)處理單元，用于根據(jù)所述目標范圍物體的影像信息，獲取滿足預設條件的目標物體的位置，生成所述目標物體的位置信息并輸出。

本發(fā)明實施例提供的光學探測系統(tǒng)，通過補光單元及濾光件來濾除其他波段光線，使光學探測系統(tǒng)在進行探測、捕捉物體時，有效抑制背景噪音，實現(xiàn)對捕捉目標的精確捕捉。

附圖說明

圖1是本發(fā)明實施例提供的一種光學探測系統(tǒng)的結構示意圖；

圖2是本發(fā)明實施例提供的影像接收單元的結構示意圖；

圖3是本發(fā)明實施例提供的數(shù)據(jù)處理單元的結構示意圖；

圖4是本發(fā)明實施例提供的包括二向色鏡的一種光學探測系統(tǒng)的結構示意圖；

圖5是本發(fā)明實施例提供的一種光學探測系統(tǒng)在實際應用中的結構示意圖。

具體實施方式

為了使本發(fā)明的目的、技術方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本發(fā)明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

本發(fā)明實施例提供的光學探測系統(tǒng)，通過補光單元及濾光件來濾除其他波段光線，使光學探測系統(tǒng)在進行探測、捕捉物體時，有效抑制背景噪音，實現(xiàn)對捕捉目標的精確捕捉。

在本發(fā)明實施例中，光學探測系統(tǒng)可以應用于各個領域，如醫(yī)療、海洋、礦藏等，以下以將光學系統(tǒng)應用于對小目標物體的捕捉器中為例，如激光滅蚊炮中進行描述，在本發(fā)明其他實施例中，還可以是激光滅蠅器、激光昆蟲捕捉器等，具體不做限定。

圖1示出了本發(fā)明實施例提供的一種光學探測系統(tǒng)的結構，為了便于說明，本實施例僅闡述與本發(fā)明內(nèi)容相關的部分。

在本發(fā)明實施例中，光學探測系統(tǒng)100包括補光單元110、濾光件120、影像接收單元130以及數(shù)據(jù)處理單元140，詳述如下：

補光單元110，用于對目標范圍物體發(fā)射預設波長的光線；

作為本發(fā)明的一個實施例，補光單元110包括至少一個可產(chǎn)生預設波長光線的發(fā)光二極管，可以理解，用戶可以通過調(diào)節(jié)電流的強弱來控制發(fā)光二極管發(fā)出的光線的強弱，進而根據(jù)實際情況對目標物體進行補光；其中，發(fā)光二極管的個數(shù)可以是2個、3個、4個等，具體可以根據(jù)用戶需求選配。

參見圖5，作為本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例，多個發(fā)光二極管環(huán)繞排布在影像接收單元130的接收口旁，并沿影像接收單元130的接收光軸呈中心對稱，此種排列方式可以滿足對視野環(huán)境補光的均勻性，以保證不會對后期的圖像處理造成差異；同時，亦能消除不均勻光線在背景圖像中形成暗影區(qū)域。

作為本發(fā)明的另一個優(yōu)選實施例，多個發(fā)光二極管還可以設于光學探測系統(tǒng)面向所述目標物體的一側，即放置在光學探測系統(tǒng)的前端，也可以一定程度行起到對視野環(huán)境補光的作用。

作為本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例，多個發(fā)光二極管均為紅外二極管，只有紅外二極管照射到的區(qū)域內(nèi)的目標物體，其反射的反射光才能進入到影像接收單元130中，這樣對于背景物體由于自然光的抑制，在影像接收單元130成像時則會相對目標物體非常的暗，如此抑制背景噪聲，突出前景目標，便于對目標物體的捕捉、探測。

濾光件120，用于對接收光路上的所述目標范圍物體反射的反射光進行過濾，以保留預設波長的目標范圍物體反射光；

在本發(fā)明實施例中，濾光件120設于影像接收單元130與目標物體之間的反射光接收光路上，優(yōu)選的，濾光件120為紅外窄帶濾光片，其充分過濾掉其他非預設波長光線的射入，只保留需要波段的紅外光，防止其他波段光線射入影像接收單元130，干擾目標物體影像清晰度。

影像接收單元130，用于接收經(jīng)所述濾光件過濾后的符合所述預設波長的所述目標范圍物體反射光，形成所述目標范圍物體的影像信息，并發(fā)送至所述數(shù)據(jù)處理單元；

參見圖2，作為本發(fā)明的一個實施例，影像接收單元130包括：影像接收鏡組131、感光元件132。其中，影像接收鏡組131與感光元件132相配合，用于將目標范圍物體反射光導入至感光元件132；感光元件132，用于將接收到的目標范圍物體反射光形成影像信息，如，攝像頭、攝像機等具有拍照成像功能的設備。

作為本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例，濾光件120設于感光元件132與影像接收鏡組131之間，其與紅外發(fā)光二極管相配合，只允許紅外發(fā)光二極管發(fā)出的光線，經(jīng)目標返回到感光件132進行成像，進而起到突出視野內(nèi)的前景運動目標的作用，并可消除環(huán)境光對目標成像的影響；同時，可以使設備更輕便，節(jié)約設備使用、制造成本。

數(shù)據(jù)處理單元140，用于根據(jù)所述目標范圍物體的影像信息，獲取滿足預設條件的目標物體的位置，生成所述目標物體的位置信息并輸出。

參見圖3，在本發(fā)明實施例中，數(shù)據(jù)處理單元140包括：

影像信息獲取模塊141，用于獲取影像接收單元130發(fā)送的目標范圍物體的影像信息；

影像信息判斷模塊142，用于根據(jù)目標范圍物體的影像信息，判斷目標范圍物體的影像信息是否包含滿足預設條件的目標物體的影像信息；以及

位置信息生成模塊143，用于若判定目標范圍物體的影像信息包含有目標物體的影像信息時，對目標物體進行坐標軸定位，并生成所述目標物體的位置信息。

在實際應用中，數(shù)據(jù)處理單元140先通過影像信息獲取模塊141采集到目標物體信息，經(jīng)影像信息判斷模塊142確認后，由位置信息生成模塊143確定目標物體位置，進行精確探測、捕捉。

本發(fā)明實施例提供的光學探測系統(tǒng)，通過在補光單元及濾光件中增設紅外裝置，使光學探測系統(tǒng)在進行探測、捕捉物體時，有效抑制背景噪音，實現(xiàn)對捕捉目標的精確捕捉；同時可以時設備更輕便，節(jié)約設備使用、制造成本。

參見圖4，作為本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例，該光學探測系統(tǒng)100還包括：

二向色鏡150，用于將波長與預設波長一致的目標范圍物體反射光反射入影像接收單元130，優(yōu)選的，二向色鏡150與水平面之間的夾角為45度，該角度可以使激光穿過二向色鏡150，進而使激光的發(fā)射光路與反射光的接收光路共軸，提高激光的準確度；在本發(fā)明其他實施例中，二向色鏡150與水平面之間的夾角也可以是35度、40度、50度等，具體不做限定。

作為本發(fā)明的一個實際運用，當二向色鏡150與水平面之間的夾角為45度時，不但可以使波長與預設波長一致的目標范圍物體反射光完全反射進入影像接收單元130中，增加影像接收單元130成像精準度；同時，還可以保證影像接收單元130的接收光軸與水平面呈90度角，使影像的長寬比例與實際長寬比例吻合，進而避免影像出現(xiàn)畸變。

本發(fā)明實施例提供的光學探測系統(tǒng)，通過在補光單元及濾光件中增設紅外裝置，使光學探測系統(tǒng)在進行探測、捕捉物體時，有效抑制背景噪音，實現(xiàn)對捕捉目標的精確捕捉；同時可以時設備更輕便，節(jié)約設備使用、制造成本。

圖5示出了發(fā)明實施例提供的一種光學探測系統(tǒng)在實際應用中的結構示意圖，該光學探測系統(tǒng)100包括：補光單元110(即紅外補光燈模塊)、濾光件120(即紅外窄帶濾光片)、感光元件132(即攝像頭探測模塊)、數(shù)據(jù)處理單元(即圖像處理核心模塊)、二向色鏡150，該光學探測系統(tǒng)具體操作流程如下：

1、紅外補光燈模塊：用于為目標探測區(qū)域提供紅外照明光束，由于是垂直照射前方區(qū)域，如此對于前景目標反射的紅外光線亮度較強，以突出前景目標。

2、紅外窄帶濾光片：其只允許透過紅外補光燈發(fā)出的紅外波段光束，如此可以抑制探測區(qū)域背景目標所反射的自然光束。

3、攝像頭探測模塊：用于對目標探測區(qū)域進行實時視頻幀采集，以獲取圖像幀進行圖像處理。

4、圖像處理核心模塊：用于利用圖像處理算法，從背景中提取運動的小目標。

通過補光單元及濾光件來濾除其他波段光線，使光學探測系統(tǒng)在進行探測、捕捉物體時，有效抑制背景噪音，實現(xiàn)對捕捉目標的精確捕捉；同時可以時設備更輕便，節(jié)約設備使用、制造成本。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。