[发明专利]MEMS红外光源阵列主动式光电标识方法

说明书

技术领域

本发明涉及光电标识技术，具体是一种MEMS红外光源阵列主动式光电标识方法。

背景技术

光电标识技术广泛应用于飞机降落指引、船舶引航、路线标记、桥梁标记、城市道路标识、人员搜索和营救、以及军事目标的识别与跟踪等领域。现有光电标识技术主要分为可见光LED标识技术和被动反光标识技术。可见光LED标识技术目前主要应用于飞机降落指引、船舶引航、以及城市道路标识等领域，其核心器件是可见光LED（Light Emitting Diode，发光二极管）信标灯。可见光LED信标灯是一种基于半导体PN结的固态冷光源，其工作原理为：在一定的正向偏置电压和注入电流下，注入P区的空穴和注入N区的电子在扩散至有源区后经辐射复合而发出光子，将电能直接转化为光能。由于可见光LED信标灯存在对烟雾雨雪等障碍的穿透能力较差、背景环境对比度低（白天工作能力差）、以及隐蔽性差的缺点，导致可见光LED标识技术存在受外界环境影响大、无法满足全天候工作要求、不可用于非对称情况下的隐形标识的缺点。被动反光标识技术目前主要应用于路线标记、桥梁标记、人员搜索和营救等领域。被动反光标识技术中起关键作用的是反光膜。反光膜是一种光学材料，它是根据薄透镜成像原理，将玻璃微珠均匀单层镶嵌在有机树脂中作为光学原件，用树脂多层层叠而成的贴膜。被动反光标识技术主要是利用反光膜制作的反光标识牌，通过将入射光线按原路回归反射进行标识。被动反光标识技术属于无源标识技术，因而其存在识别效率低、反射光视场范围小、受外界环境影响大的缺点。综上所述，现有光电标识技术由于自身原理所限，普遍存在受外界环境影响大、无法满足全天候工作要求、不可用于非对称情况下的隐形标识、识别效率低、以及反射光视场范围小的问题。基于此，有必要发明一种全新的光电标识技术，以解决现有光电标识技术存在的上述问题。

发明内容

本发明为了解决现有光电标识技术受外界环境影响大、无法满足全天候工作要求、不可用于非对称情况下的隐形标识、识别效率低、以及反射光视场范围小的问题，提供了一种MEMS红外光源阵列主动式光电标识方法。

本发明是采用如下技术方案实现的：MEMS红外光源阵列主动式光电标识方法，该方法是采用如下步骤实现的：a.制作红外光源阵列模块：选取基座和若干个MEMS红外光源，并将各个MEMS红外光源排布于基座表面形成红外光源阵列；由基座和各个MEMS红外光源共同构成红外光源阵列模块；b.点辐射源信标探测：采用FPGA（Field-Programmable Gate Array，现场可编程门阵列）、驱动电源、红外光源阵列模块构成主动式点光源光电标识系统，并将主动式点光源光电标识系统安装于信标上；驱动电源为红外光源阵列模块中的各个MEMS红外光源提供驱动电压；FPGA控制驱动电源输出的驱动电压，以此控制各个MEMS红外光源进行辐射，并设置MEMS红外光源的排布间距，以适应红外探测器的空间分辨尺寸，使得红外光源阵列模块的辐射信号呈现为单点红外光斑信号；然后采用红外探测器观瞄得到单点红外光斑信号，以此验证信标的存在并获取信标标识信息；c.扩展辐射源点阵图形识别：采用FPGA、驱动电源、红外光源阵列模块、光源阵列编码图形模块构成主动式扩展源光电标识系统，并将主动式扩展源光电标识系统安装于信标上；驱动电源为红外光源阵列模块中的各个MEMS红外光源提供驱动电压；FPGA一方面控制驱动电源输出的驱动电压，另一方面控制光源阵列编码图形模块输出的编码图形实现变换，以此控制各个MEMS红外光源进行辐射，使得红外光源阵列模块的辐射信号呈现为循环切换的点阵图形信号；然后采用红外探测器在可分辨距离范围内观瞄得到循环切换的点阵图形信号，并采用图像处理系统对观瞄得到的循环切换的点阵图形信号进行解调，以此验证信标的存在并获取大量信标标识信息。

所述步骤a-c中，所述MEMS红外光源、FPGA、驱动电源、光源阵列编码图形模块、图像处理系统均为现有公知结构。