[实用新型]一种水下激光成像侦察设备

说明书

本实用新型公开了一种水下激光成像侦察设备，包括超声换能器、声纳电子控制单元、高重频固体蓝绿激光器、激光照明模块驱动与控制单元、发射光学天线、接收光学系统、距离选通像增强器、成像CCD、距离选通成像驱动与控制单元、高精度通同步控制单元、中央处理单元、电源管理单元、图像处理单元、图像存储与显示单元和供电单元；本实用新型可实时获取目标距离，根据距离自动选通成像，通过准连续高重频激光器和高重频窄快门曝光选通成像模式，大大减小设备体积和重量，充分发挥距离选通成像技术在水下光电成像领域应用的一种水下成像设备。

技术领域

本实用新型涉及一种成像设备，尤其是涉及一种基于距离选通的水下激光成像装置。

背景技术

目前水下激光成像主要有声学探测和光电探测两种。声学探测成像空间分辨力低，而光电成像由于分辨能力高成为水下侦察的必要装备。由于光线在水中随传输路径快速衰减，使得水下光电成像需要辅助照明，同时，辅助照明光的后向散射严重影响水下光电成像系统作用距离，使得人眼直接观察与传统的连续照明光电成像的有效作用距离较短。

由于光在水中传输的衰减和后向散射是限制水下光电成像系统作用距离的主要因素，因此，减小后向散射及提高图像对比度成为水下光电成像技术研究的重点。目前水下光电成像技术可分为：距离选通成像技术、激光同步线扫描技术、结构光成像技术、调制/解调去除散射光技术、偏振区分技术和多视角图像构造技术。其中距离选通成像技术是目前水下运载平台最有效的光电成像技术之一。

现有的水下距离选通成像技术基本是利用脉冲激光器和选通像增强器完成目标成像，以激光脉冲发射时刻为起点，目标与设备的距离（即激光在成像器件与目标之间的传输时间为延时时间）为参考，精确控制选通像增强器的开启时间，使由被目标反射回来的激光脉冲刚好在选通像增强器的开启时间内到达并成像。如果选通脉冲宽度和激光脉冲宽度都很窄，则只有目标附近的反射光才能到达选通像增强器并成像，传输路径上的大部分后向散射光被隔离，从而可大大减小后向散射光的影响，提高系统的探测和识别距离。目前国内水下距离选通成像技术主要还处于试验室阶段，未见有成熟产品的公开报道，且由于采用的是脉冲激光器，体积大、重量重。另外，现有水下距离选通成像的成像距离的选取主要依靠上位机的参数设置，无法根据可疑目标实时距离自动选取成像区域。

实用新型内容

本实用新型主要是解决现有技术所存在的体积大、重量重，同时无法在水下实时获取目标距离实现自动距离选通成像等技术问题；提供一种可以实时获取目标距离，根据距离自动选通成像，通过不同体制成像模式，从而大大减小设备体积和重量，充分发挥距离选通成像技术在水下光电成像领域应用的水下激光成像侦察设备。

本实用新型的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：

一种水下激光成像侦察设备，基于距离选通，包括一个实时获取水下目标距离的声纳传感器，利用工作频率为百kHz、波束角约10°～15°的多波束超声波传感器完成水下目标的实时距离测量，受综合控制器控制配合距离选通成像模块协同工作；一个高重频工作的蓝绿激光照明模块，按照约10°～15°的光束发散角发射十kHz级高重频、纳秒级窄脉宽的蓝绿激光，受综合控制器控制，与声纳传感器一起配合距离选通成像模块协同工作；一个按高重频与超短快门曝光的距离选通成像模块，按照与激光照明模块相同的频率、纳秒级快门曝光，并对高重频输出进行图像叠加后输出标准Pal模拟或数字视频；一个综合控制器，控制声纳传感器、激光照明模块和距离选通成像模块协同工作，实时获取目标距离信息，并根据距离信息和激光照明模块的出光时刻精确控制距离选通成像模块选通快门的开启；对上述距离选通成像模块输出的视频信息进行处理并显示的图像处理存储与显控单元以及分别连接声纳传感器、激光照明模块、距离选通成像模块和综合控制器的设备供电单元。其中距离选通成像模块所需的距离由声纳传感器按Hz频率实时获取，准连续蓝绿激光器发射高重频激光，距离选通成像模块根据蓝绿激光器出光时刻及声纳传感器获取的实时距离对目标进行高重频与纳秒级窄快门曝光。