专利名称：距离选通激光成像猫眼效应目标探测方法
技术领域：
本发明涉及激光成像技术，是一种能够探测获取远距离猫眼效应目标的主动光学成像技术，属于激光成像领域。
背景技术：
随着光电成像设备在各系统中的应用日益增多，就为如何探测和发现这类系统提供了一种新的需求。一般的，成像光学系统可以近似的看成是一个透镜与一个探测器焦平面的组合，当一束入射的平行激光束聚焦到焦平面上时，由于焦平面是一个反射平面，按照光的可逆原理，激光束会沿着原路返回，从而产生能量集中、方向性好的平行反射光，其光强大大超过普通漫反射光强，这就是成像光学系统的“猫眼效应”。在距离远、大气的光传输特性差或者后向散射严重等恶劣天气条件下，即使微光 成像系统也不能提供足够的分辨率，很难探测和发现目标。红外成像系统受温度对比低的限制也存在类似问题。为了克服以上缺点，采用近红外脉冲激光器和选通IC⑶(带有像增强功能的CCD相机)设计出了一种距离选通激光主动成像系统，可以全天候探测目标。距离选通激光主动成像技术可以克服被动成像系统受环境光照影响的缺点，具有成像清晰、对比度高等特点。基于距离选通激光成像猫眼效应目标探测方法，是一种对远距离猫眼效应目标的探测技术。采用脉冲半导体激光器将目标所在特定区域照明，实现对猫眼效应目标的探测和测距,可克服辐射脉冲和回波信号在大气路径中传输、大气背景辐射、透过率、散射和吸收以及湍流等因素对主动照明成像产生的影响。
发明内容
I、目的本发明针对传统的猫眼效应目标探测方法探测距离近，远距离探测时，容易受到背景噪声干扰等特点，采用脉冲半导体激光器照明，同步控制电路对脉冲半导体激光器和ICXD的选通门进行同步控制，使用具有高速选通和微光成像功能的IC⑶接收成像，可对特定景深猫眼效应目标进行探测和测距，降低了目标背景噪声对猫眼效应目标的干扰。2、技术方案本发明给出了一种基于距离选通激光成像猫眼效应目标探测方法，利用猫眼效应可以比较有效地将特定的目标从其它目标(如复杂背景等)识别出来。猫眼效应的关键之处就在于目标回波强度远远大于其它类型目标的回波强度，但当距离较远时容易受到背景噪声干扰。距离选通技术是利用脉冲激光器和选通摄像机，以时间的先后分开不同距离上的散射光和目标的反射光，使由被观察目标反射回来的辐射脉冲刚好在摄像机选通工作的时间内到达摄像机并成像，可降低采集图像的复杂度，增大猫眼效应目标提取概率。距离选通激光成像猫眼效应目标探测方法具体实现步骤为第一，在激光主动成像照明端，同步控制电路生成脉宽为2 U S、频率为IOKHz的脉冲信号，驱动激光发射激光脉冲。第二，在激光主动成像接收端，同步控制电路控制选通型IC⑶选通门开闭，对探测区域不同距离目标反射的光脉冲进行接收。第三，同步控制电路根据选通成像设定的延迟时间，计算得到特定景深内猫眼效应目标的距离。3、优点和功效本发明的优点是同步控制电路控制选通型IC⑶选通门开闭，可对特定景深目标进行成像，降低了背景复杂度，减少了目标背景噪声对离猫眼效应目标的干扰。同步控制电路根据选通成像设定的延迟时间，可计算得到特定景深内猫眼效应目标的距离。
附图I为距离选通激光成像猫眼效应目标探测系统框图。系统主要由激光器、ICCD和同步控制电路组成。激光光源由脉冲激光器组成，同步控制电路控制激光器出光，并控制ICCD开闭，对特定景深目标进行观察。图I符号说明如下1、半导体激光器；2、发射镜头；3、猫眼效应目标；4、接收镜头；5、ICXD ;6、后端处理平台；7同步控制电路。
(五)具体实施方法本发明通过同步控制电路控制脉冲激光器发射脉冲激光，同步控制电路控制ICCD开闭，接收不同距离返回的脉冲光束，从而对特定的猫眼效应目标进行观察。见图I本发明是距离选通激光成像猫眼效应目标探测方法，具体实现步骤是I.在激光主动成像照明端，同步控制电路生成脉宽为2 U S、频率为IOKHz的脉冲信号，驱动808nm半导体脉冲激光发射激光脉冲，对探测区域进行步进式照明。2.在激光主动成像接收端，同步控制电路控制选通型ICXD开闭，对探测区域不同距离目标反射的光脉冲进行接收，从而对特定观察区域猫眼效应目标进行步进式搜索。3.同步控制电路根据选通成像设定的延迟时间，计算得到特定景深内猫眼效应目标的距离。本发明的优点是，可对特定景深猫眼效应目标进行探测，降低了目标背景噪声对远距离猫眼效应目标的干扰。
权利要求
1.一种基于距离选通激光成像猫眼效应目标探测方法，其特征在于采用808nm脉冲半导体激光器作为照明光源，同步控制电路对脉冲激光器和ICCD的选通门进行同步控制，使用具有高速选通和微光成像功能的ICCD接收成像，可对观察区域进行步进式选通成像，对猫眼效应目标进行成像并测距，降低了背景噪声对猫眼效应目标的干扰。其包括以下步骤 (1)在激光主动成像照明端，同步控制电路生成脉宽为2y S、频率为IOKHz的脉冲信号，驱动激光器发射激光脉冲。
(2)在激光主动成像接收端，同步控制电路控制选通型ICCD选通门开闭，对探测区域不同距离目标反射的光脉冲进行接收。
(3)同步控制电路根据选通成像设定的延迟时间，计算得到特定景深内猫眼效应目标的距离。
2.根据权利要求书I所述的距离选通激光成像猫眼效应目标探测方法，其特征在于采用同步控制电路控制808nm的脉冲激光对远距离猫眼效应目标进行照明。
3.根据权利要求书I所述的距离选通激光成像猫眼效应目标探测方法，其特征在于在成像接收端，通过同步控制电路控制选通型ICCD开闭，从而对不同景深猫眼效应目标进行探测。
4.根据权利要求书I所述的距离选通激光成像猫眼效应目标探测方法，其特征在于同步控制电路根据选通成像设定的延迟时间，可计算得到特定景深内猫眼效应目标的距离。
全文摘要
本发明提供了一种距离选通激光成像猫眼效应目标探测方法，采用808nm脉冲半导体激光器作为照明光源，同步控制电路对脉冲激光器和ICCD的选通门进行同步控制，使用具有高速选通和微光成像功能的ICCD接收成像，可对观察区域进行步进式选通成像，对猫眼效应目标进行成像并测距，降低了背景噪声对猫眼效应目标的干扰。该方法适用于远距离猫眼效应目标探测和测距，在光电对抗和激光成像领域里具有较好的实用价值和广阔的应用前景。
文档编号G01S17/08GK102749625SQ20121022242
公开日2012年10月24日 申请日期2012年6月28日 优先权日2012年6月28日
发明者吴磊, 李丽, 韩学勤 申请人:北京航空航天大学
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