[发明专利]一种双模激光成像系统及成像方法

说明书

本发明公开了一种双模激光成像系统及成像方法。该系统包括激光光源、分光器、激光处理模块、激光分束模块、本振开关、回波信号接收模块、探测器、混频模块、及信号处理模块。本发明提供的双模激光成像系统的能够在探测目标与激光雷达处于不同的模式时，通过本振开关使双模激光成像系统在直接探测和相干探测之间切换，不仅具有在近距离处成像快、分辨率高、实现简单等优点，而且还具有在远距离利用相干探测高灵敏度目标距离的能力，与实际应用中远距离需要获取尽可能远的单点作用距离，近距离需要获取目标多点距离信息利于目标识别相符合。

技术领域

本发明涉及激光雷达领域，特别涉及一种双模激光成像系统及成像方法。

背景技术

现有的可见光和红外成像只有目标的二维图像而没有距离信息，而且可见光和红外成像设备的性能分别受光照条件和目标温度特性的影响。

现有的单一模式的切片选通式激光成像雷达、多狭缝条纹管激光成像雷达、连续波调制激光成像雷达、增益调制激光成像雷达，激光远程测距仪，只具有近距离对目标进行三维成像或远距离测量目标距离中一者的功能，与实际应用中即需要在远距离获取尽可能远的作用距离，又需要在近距离获取目标高分辨率距离信息利于目标识别的需求不匹配。

发明内容

为了与实际应用中远距离需要获取尽可能远的单点作用距离，近距离需要获取目标多点距离信息利于目标识别相符合，本发明提供了一种双模激光成像系统及成像方法。

本发明提供的双模激光成像系统，包括激光光源、分光器、激光处理模块、激光分束模块、本振开关、回波信号接收模块、探测器、混频模块、及信号处理模块：

所述激光光源，用于产生种子源；

所述分光器，用于将所述种子源分成两路，一路发射至激光处理模块，一路作为本振信号发射至本振开关；

所述激光处理模块，用于对所述种子源进行调制、放大和整形处理；

所述激光分束模块，用于将经过调制、放大和整形处理后的种子源分成多路子光束后发射至待探测目标；

所述本振开关，用于在所述探测目标与激光雷达处于远距离模式下，输出所述本振信号到混频模块；在所述探测目标与激光雷达处于近距离模式下，禁止输出所述本振信号到混频模块；

所述回波信号接收模块，用于接收待探测目标反射的各路回波信号，并输出至所述混频模块；

所述混频模块，用于在接收到所述本振信号时，将所述各路回波信号与所述本振信号进行混频处理，得到混频后的各路回波信号并输出至所述探测器；在未接收到所述本振信号时，直接将所述各路回波信号输出至所述探测器；

所述探测器，用于分别对经过混频处理或未经过混频处理的各路回波信号进行光电转换、整形和放大处理后输出至信号处理模块；

所述信号处理模块，用于根据经过混频、光电转换、整形和放大处理后的各路回波信号得到待探测目标的距离信息，或根据经过光电转换、整形和放大处理后的各路回波信号得到待探测目标各点的距离像。

本发明提供的双模激光成像系统的成像方法，包括以下步骤：

产生种子源并分成两路，对其中一路种子源进行调制、放大和整形处理，将另一路种子源作为本振信号；

将经过调制、放大和整形处理后的种子源分成多路子光束后发射至待探测目标；

接收待探测目标反射的各路回波信号；

在所述探测目标与激光雷达处于远距离模式下，将所述各路回波信号与所述本振信号进行混频处理，得到混频后的各路回波信号，将混频后的各路回波信号进行光电转换、整形和放大处理，并根据经过混频、光电转换、整形和放大处理后的各路回波信号得到待探测目标的距离信息；