[发明专利]距离选通编码超分辨率三维成像方法

权利要求书

1.一种距离选通编码超分辨率三维成像方法，其包括：

步骤1、按照选通编码规则生成编码工作时序，以对脉冲激光器和选通成像器件进行时域编码调制产生所需的激光脉冲序列和选通脉冲序列；

步骤2、在选通脉冲序列和激光脉冲序列卷积作用下，在空域产生M个具有三角形能量包络特征的选通编码空间采样序列GCS，并对成像视场内待三维成像的感兴趣区进行空间编码采样，生成M幅选通编码图像；

步骤3、通过对所述M幅选通编码图像中N条不同码道的信号进行三角形超分辨率三维成像解调实现三维重建，获取感兴趣区的三维空间信息。

2.根据权利要求1所述的距离选通编码超分辨率三维成像方法，其特征在于，对成像视场内的感兴趣区进行空间编码采样时，采用脉冲激光器作为照明光源，采用选通成像器件作为探测器，通过控制选通脉冲和激光脉冲之间的延时实现对成像视场内的感兴趣区的选通切片成像。

3.如权利要求1所述的距离选通编码超分辨率三维成像方法，其特征在于，所述编码工作时序指选通成像器件一帧的曝光时间中，脉冲激光发射一个激光脉冲，而选通成像器件在选通脉冲序列的选通下开启多次。

4.如权利要求1所述的距离选通编码超分辨率三维成像方法，其特征在于，所述选通编码图像呈条纹式图样特征，且每条条纹对应GCS中的一个三角距离能量包络。

5.如权利要求1所述的距离选通编码超分辨率三维成像方法，其特征在于，所述三角距离能量包络是由一个激光脉冲和一个选通脉冲序列中的选通脉冲卷积产生的，其中激光脉冲和选通脉冲均为矩形方波，且激光脉宽等于选通门宽。

6.如权利要求1所述的距离选通编码超分辨率三维成像方法，其特征在于，所述GCS由对应选通编码图像不同码道的码元构成，不同GCS中对应同一码道的码元对应三维空间中同一码道空间采样区。

7.如权利要求6所述的距离选通编码超分辨率三维成像方法，其特征在于，所述选通编码图像的码道数由进行三维重建时所用的选通编码图像数量决定，具体如下计算：

N＝3^M-2^M+1+1

其中，M和N均为自然数，M为用于三维重建的选通编码图像数量，N为选通编码图像中用于三维重建的码道数。

8.如权利要求1所述的距离选通编码超分辨率三维成像方法，其特征在于，所述成像视场内待三维成像的感兴趣区的成像区间为[τc/2，(τ+Nt_g)c/2]，其中，τ为感兴趣区相对于成像器件的延时，N为选通编码图像的码道数，c为光的传播速度，t_g为选通脉冲的门宽。

9.如权利要求1所述的距离选通编码超分辨率三维成像方法，其特征在于，所述感兴趣区的工作景深为：

D_DOV＝Nt_gc/2

其中，N为选通编码图像的码道数，c为光的传播速度，t_g为选通脉冲的门宽。