专利汇可以提供亮度调制无扫描激光三维成像系统专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 公开了一种 亮度 调制无扫描激光三维成像系统,包括:激光电源、脉冲 激光器 、激光扩束器、成像接收镜头、双通道分光镜、两路增强型数字相机、测距接收镜头、实时 图像处理 器、数据 存储器 、图像显示器、测距处理器和像增强器 控制器 ;相对于扫描型激光成像技术而言,本发明成像速度快,当目标或测量设备移动时,没有图像失真;由于没有高速扫描器,结构更加紧凑,系统可靠性得到大大提高;该系统使用方便,成像过程和图像 质量 不受其它外界设备的影响。鉴于亮度调制无扫描激光三维成像技术的这些特点,该技术可以在地形 地貌 测绘、激光精确制导、车辆导航蔽障、月球车降落引导等方面发挥重要作用。,下面是亮度调制无扫描激光三维成像系统专利的具体信息内容。
1.一种亮度调制无扫描激光三维成像系统,其特征在于,包括:激光电源、脉冲激光器、激光扩束器、成像接收镜头、双通道分光镜、两路增强型数字相机、测距接收镜头、实时图像处理器、数据存储器、图像显示器、测距处理器和像增强器控制器,其中,激光电源,用于给脉冲激光器供电;
脉冲激光器,用于发射脉冲激光;
激光扩束器,用于对脉冲激光器发出的脉冲激光,根据不同距离和目标大小调节脉冲激光的发散角,使脉冲激光的光斑都照射在目标物体上,经目标物体反射后的回波信号分别由测距接收镜头和成像接收镜头同时接收;
成像接收镜头,用于接收目标物体反射后的回波信号生成成像回波信号并发送给双通道分光镜;
双通道分光镜,用于将成像接收镜头输出的成像回波信号分成两路,同时进入到两路增强型数字相机;
增强型数字相机,设置有两路,每路均包含有数字相机和像增强器,其中,像增强器和数字相机通过光锥耦合,
两路像增强器,用于接收双通道分光镜发来的成像回波信号并进行放大后进入到数字相机;并且还根据像增强控制器产生的像增强器选通信号控制像增强器的开关,根据像增强控制器产生的两路像增强器增益调制信号,分别对一路图像数据的增强增益进行恒定调制,对另一路图像数据的增强增益进行线性增大调制;
两路数字相机,用于将像增强器输出的两路成像回波信号生成对应的两路图像数据,以及将经过像增强器调制处理后的两路图像数据输出给实时图像处理器;
实时图像处理器,用于同时接收两路增强型数字相机输出的两路图像数据,对两路图像数据进行预处理,根据预处理后的图像数据计算得出目标物体各点的三维信息,并送到数据存储器和图像显示器;
数据存储器,用于保存实时图像处理器输出的目标物体各点的三维信息;
图像显示器,用于根据目标物体各点的三维信息进行显示处理,显示相应的目标物体的三维图像;
测距接收镜头,用于接收目标物体反射后的回波信号生成测距回波信号并输出给测距处理器;
测距处理器,用于接收测距接收镜头输出的测距回波信号,计算测距回波信号与主波信号的时间差,进而得到目标物体中心点到脉冲激光器的距离值;
像增强器控制器,用于根据目标物体中心点到脉冲激光器的距离值产生像增强器选通信号,以及根据需要产生像增强器增益调制信号,并将产生的像增强器选通信号以及像增强器调制信号出给两路增强型数字相机。
2.根据权利要求1所述的系统,其特征在于,所述实时图像处理器具体包括:
图像采集电路,用于同时接收两路增强型数字相机输出的两路图像数据,对两路图像数据进行中值滤波、阈值分割预处理后送入到实时图像计算处理单元;
实时图像计算处理单元,用于将经过线性增大调制的那路图像数据的各点像素值与经过恒定调制的那路图像数据的各点像素值做除法运算,得到两路图像数据的强度比;然后将除法运算结果与预定的恒定增益值相乘,得到线性增大增益值;然后根据线性增大增益和时间的关系,得到目标物体各点回波信号相对选通信号的时间值,进而依据该时间值算出目标物体各点相对选通信号的距离值;最后,将目标物体各点相对选通信号的距离值和目标物体中心点到脉冲激光器的距离值相加,得到目标物体各点的实际距离值,即目标物体各点的三维信息,并发送给数据存储器和图像显示器。
3.根据权利要求1所述的系统,其特征在于,所述脉冲激光器的波长为532nm,激光脉冲宽度为8ns,出光抖动<1ns。
4.根据权利要求1所述的系统,其特征在于,所述激光扩束器为由电机带动的两片镜片组成,扩束倍数可调。
5.根据权利要求1所述的系统,其特征在于,所述成像接收镜头为可调焦镜头。
6.根据权利要求1或5所述的系统,其特征在于,所述成像接收镜头还包括:
窄带滤光片,设置于成像接收镜头后面,用于滤除多余的背景光,得到纯净的脉冲激光。
7.根据权利要求1所述的系统,其特征在于,所述测距接收镜头还包括:增透膜和窄带滤光片,
所述增透膜设置于测距接收镜头前面,用于增加测距回波信号的透过率;
所述窄带滤光片设置于测距接收镜头后面,用于滤除多余的光,得到纯净的脉冲激光。
8.根据权利要求1所述的系统,其特征在于,所述激光扩束器、测距接收镜头、成像接收镜头的位置调整到使激光发射和接收同轴。
9.根据权利要求1所述的系统,其特征在于,所述像增强器的响应波长范围为200nm~
900nm,像增强器的最小探测照度为10-5lux,分辨率>50lp/mm。
10.根据权利要求1所述的系统,其特征在于,所述数字相机的像素位数为10位,并带有外触发功能。
11.根据权利要求1所述的系统,其特征在于,所述数据存储器采用SATA硬盘或者大容量SD卡作为存储介质,其与图像处理器之间的接口为标准FMC接口。
12.根据权利要求1所述的系统,其特征在于,所述图像显示器采用液晶显示器或者其它彩色显示器作为显示介质,其与实时图像处理器之间的接口为标准FMC接口。
13.根据权利要求1或12所述的系统,其特征在于,所述图像显示器为基于距离颜色编码的彩色显示。
14.根据权利要求1所述的系统,其特征在于,所述测距处理器具体包括:雪崩光电二极管、自动增益调整过的视频放大电路、阈值控制电路、整形电路、计数电路,其中,雪崩光电二极管,用于探测测距接收镜头发送的回波信号生成测距回波信号;
视频放大电路,用于将探测到的测距回波信号进行放大处理;
阈值控制电路,用于对放大后的测距回波信号滤除噪声;
整形电路,用于让测距回波信号能够触发计数电路;
计数电路,用于计量主波信号和测距回波信号的时间差,进而得到目标物体中心点到脉冲激光器的距离值。
15.根据权利要求1所述的系统,其特征在于,所述像增强器控制器具体包括:像增强器选通信号控制器、像增强器增益高速调制器,其中,
像增强器选通信号控制器,用于根据目标物体中心点到脉冲激光器的距离值产生像增强器选通信号并输出给两路增强型数字相机;
像增强器增益高速调制器,用于根据需要产生两路像增强器增益调制信号,分别输出给增强型数字相机中的像增强器,使像增强器所产生的增益最大调制斜率为10000V/μS。
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