[发明专利]主动成像的激光摄像头的成像方法

权利要求书

1.一种主动成像的激光摄像头的成像方法，采用主动成像的激光摄像头进行成像，该激光摄像头包括激光发生器、光感器和控制芯片，其特征在于，包括如下步骤：

(一)采集物体相对于激光摄像头焦点的三维球面坐标(α，b，r)

①向激光发生器发出工作指令job(i，j)，1≤i，j≤N；

②激光发生器第unit(i，j)单元发出束激光，经准直系统后发生水平、垂直偏转形成向量激光laser(α_ij，b_ij)；

③向量激光laser(α_ij，b_ij)经过光感器，光感器向控制芯片发送计时信号，控制芯片记录起始时间t1_ij；

④向量激光laser(α_ij，b_ij)发射出去，遇物体上一点发生漫反射后再次经过光感器，光感器向控制芯片发送计时信号，控制芯片记录结束时间t2_ij；

⑤控制芯片将第(i，j)点位置信息point(α_ij，b_ij，r_ij)写入控制芯片，控制芯片启动下一工作指令job(i，j)，直至所有单元工作指令完成，计算物体上一点的距离为c为光速、R为激光摄像头焦点离光感器的距离，i＝N，j＝N时工作结束；

(二)图像转换

将激光摄像头采集的摄像头坐标系数据坐标转换成地球坐标系坐标，同时实现坐标与颜色合并:

①读取数据：从激光摄像头读取成像位置信息point(α_ij，b_ij，r_ij)；1≤i，j≤N，从普通摄像头读取成像颜色信息RGB(rgb_i`j`)及相对于激光摄像头位置向量(x′，y′，z′)，其中，1≤i`，j`≤M，M为普通摄像头像素；

从位置感知器读取激光摄像头原点相对于地球参考点的位置向量AO(x，y，z)，A为地球参考点；

从方向感知器读取激光摄像头方向相对于地球参考点方向偏转向量O_rotal(βx，βy，βz)；

②颜色变换：将位置信息与颜色数据合并为P(α_ij，b_ij，r_ij，rgb_ij)

③方向变换：将激光摄像头坐标系方向变成与地球坐标系方向同向，将图像进行旋转，其中，绕x轴旋转βx，绕y轴旋转βy，绕z轴旋转βz得到P(α′_i，b′_j，r_ij，rgb_ij)；

④原点变换：将激光摄像头坐标原点变成地球坐标系原点，得到变换后的位置颜色信息(x_ij，y_ij，z_ij，rgb_ij)；

⑤写入文件：将变换后的位置颜色和参考点存储，存储的数据分两部分：

地球参考点A的经度W、纬度S、高程H，记为A＝(W,S,H)；

变换后的位置颜色，记为AP_ij＝{(x_ij，y_ij，z_ij，rgb_ij)|1≤i,j≤N}。

2.根据权利要求1所述的主动成像的激光摄像头的成像方法，其特征在于：步骤(一)中有单点工作和多点工作两种方式，所述单点工作方式只有一束光在工作：所述多点工作方式：同一时刻，有多束光在工作；每束光的光频率或调制光频率不同，被光感器区分；一条指令采集多个像素的三维球面坐标。

3.根据权利要求1所述的主动成像的激光摄像头的成像方法，其特征在于：所述激光发生器包括纳米激光发射阵列、准直系统和光纤，所述纳米激光阵列发出初级激光束，通过光纤到达由微透镜阵列构成的准直系统，准直系统将初级激光束变换成准直激光束。

4.根据权利要求3所述的主动成像的激光摄像头的成像方法，其特征在于：所述准直系统包括有镜头，将每束平面光水平、垂直偏转一定角度变成N×N束球面光阵列。