[发明专利]亮度调制无扫描激光三维成像系统

摘要

本发明公开了一种亮度调制无扫描激光三维成像系统，包括：激光电源、脉冲激光器、激光扩束器、成像接收镜头、双通道分光镜、两路增强型数字相机、测距接收镜头、实时图像处理器、数据存储器、图像显示器、测距处理器和像增强器控制器；相对于扫描型激光成像技术而言，本发明成像速度快，当目标或测量设备移动时，没有图像失真；由于没有高速扫描器，结构更加紧凑，系统可靠性得到大大提高；该系统使用方便，成像过程和图像质量不受其它外界设备的影响。鉴于亮度调制无扫描激光三维成像技术的这些特点，该技术可以在地形地貌测绘、激光精确制导、车辆导航蔽障、月球车降落引导等方面发挥重要作用。

主权项

一种亮度调制无扫描激光三维成像系统，其特征在于，包括：激光电源、脉冲激光器、激光扩束器、成像接收镜头、双通道分光镜、两路增强型数字相机、测距接收镜头、实时图像处理器、数据存储器、图像显示器、测距处理器和像增强器控制器，其中，激光电源，用于给脉冲激光器供电；脉冲激光器，用于发射脉冲激光；激光扩束器，用于对脉冲激光器发出的脉冲激光，根据不同距离和目标大小调节脉冲激光的发散角，使脉冲激光的光斑都照射在目标物体上，经目标物体反射后的回波信号分别由测距接收镜头和成像接收镜头同时接收；成像接收镜头，用于接收目标物体反射后的回波信号生成成像回波信号并发送给双通道分光镜；双通道分光镜，用于将成像接收镜头输出的成像回波信号分成两路，同时进入到两路增强型数字相机；增强型数字相机，设置有两路，每路均包含有数字相机和像增强器，其中，像增强器和数字相机通过光锥耦合，两路像增强器，用于接收双通道分光镜发来的成像回波信号并进行放大后进入到数字相机；并且还根据像增强控制器产生的像增强器选通信号控制像增强器的开关，根据像增强控制器产生的两路像增强器增益调制信号，分别对一路图像数据的增强增益进行恒定调制，对另一路图像数据的增强增益进行线性增大调制；两路数字相机，用于将像增强器输出的两路成像回波信号生成对应的两路图像数据，以及将经过像增强器调制处理后的两路图像数据输出给实时图像处理器；实时图像处理器，用于同时接收两路增强型数字相机输出的两路图像数据，对两路图像数据进行预处理，根据预处理后的图像数据计算得出目标物体各点的三维信息，并送到数据存储器和图像显示器；数据存储器，用于保存实时图像处理器输出的目标物体各点的三维信息；图像显示器，用于根据目标物体各点的三维信息进行显示处理，显示相应的目标物体的三维图像；测距接收镜头，用于接收目标物体反射后的回波信号生成测距回波信号并输出给测距处理器；测距处理器，用于接收测距接收镜头输出的测距回波信号，计算测距回波信号与主波信号的时间差，进而得到目标物体中心点到脉冲激光器的距离值；像增强器控制器，用于根据目标物体中心点到脉冲激光器的距离值产生像增强器选通信号，以及根据需要产生像增强器增益调制信号，并将产生的像增强器选通信号以及像增强器调制信号出给两路增强型数字相机。