[发明专利]基于等高信息稀疏测量的三维成像装置及方法

摘要

本发明公开了一种基于等高信息稀疏测量的三维成像装置及其方法。本装置由锁模激光器、激光扩束镜、液晶空间光调制器、高速PIN管、高速数据采集模块和同步电路控制系统等组成。结合信号参数反演方法和压缩感知理念，提出了等高压缩三维深度图像重建方法，即：采用距离基投影的方式将待测信号量(距离)转换为唯一确定的无量纲等高信息矩阵，通过构造符合压缩感知理论体系的稀疏测量方式，对等高信息进行稀疏测量并重建，恢复出待测场景的三维深度信息。本发明采用压缩感知理论的信息采集方式，不仅实现了目标三维信息的获取，还避免了一般三维成像繁杂的机械扫描过程，简化了成像系统的结构，同时减小了探测器尺寸，降低了成像系统的成本。

主权项

一种基于等高信息稀疏测量的三维成像装置，其特征在于包括锁模激光器（1）、第一带通滤色片（2）、激光扩束镜（3）、液晶空间光调制器（4）、成像物镜（5）、第二带通滤色片（7）、聚焦透镜（8）、高速光电二极管（9）、数据采集模块（10）和计算机（11），在发送端上，锁模激光器（1）输出端的中心轴线上依次放置第一带通滤色片（2）、激光扩束镜（3）、液晶空间光调制器（4）和成像物镜（5），所有的光学中心吻合；成像物镜（5）与聚焦透镜（8）的光轴相交，待测目标（6）放置于聚焦透镜（8）与成像物镜（5）的光轴的交点，在聚焦透镜（8）的前端（指经待测目标（6）反射回的信号光输入到聚焦透镜（8）的一端）放置第二带通滤色片（7），高速光电二极管（9）放置在聚焦透镜（8）的后焦面上，聚焦透镜（8）光学中心与第二带通滤色片（7）以及高速光电二极管（9）的感光面的光学中心吻合，高速光电二极管（9）的信号输出端通过同轴电缆与数据采集模块（10）的模拟输入端连接，该数据采集模块（10）的输出端与计算机（11）网络端口连接，上传数据采集结果；数据采集模块（10）的第一同步输出端口通过同轴电缆与锁模激光器（1）的同步输入端口连接；数据采集模块（10）的第二同步输入端口通过同轴电缆与液晶空间光调制器（4）的同步输入端口连接。