[實用新型]一種不同瞄準線上多目標脈沖激光測距裝置

有效

• 申請號: 201520173501.X
• 申請日: 2015-03-26
• 公開（公告）號: CN204439835U
• 公開（公告）日: 2015-07-01
• 發明（設計）人: 陳爍;崔海波;展浩華;孫香冰;崔洋;王小濤
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍濟南軍區72465部隊
• 主分類號: G01S17/08
• 分類號: G01S17/08
• 代理公司: 濟南舜源專利事務所有限公司 37205
• 代理人: 苗峻;劉玉玲

技術領域

本實用新型涉及一種不同瞄準線上多目標脈沖激光測距裝置，屬于脈沖激光測距領域。

背景技術

激光測距精度高、速度快、測程遠，且測距精度與測量距離無關，因此在工程和軍事領域應用很廣。脈沖激光測距機發射系統向目標發射一個激光脈沖，經過目標反射后的回波脈沖進入接收系統，激光測距機的計數系統測量出激光脈沖在待測距離上往返傳播的時間，即可確定目標的距離。為了排除同一方向地物、樹木等的干擾，激光測距機增加了距離選通電路。利用距離選通技術，可以實現多目標測距，但要求多個待測目標在同一瞄準線上。對不在同一瞄準線上有一定立體縱深的多個目標同時進行測距，目前尚無方法和裝置能夠解決。

實用新型內容

為解決上述問題，本實用新型結合光場相機技術設計了一種發射一次激光即能對不在同一瞄準線上有一定立體縱深的多個目標同時進行測距的裝置及方法。

本實用新型應用的光場相機技術原理如下：

四維光場可以表示空間內的所有光線。相對于傳統相機只能儲存每個像素對應的輻照，光場相機不僅能儲存每個像素對應的照度，還能記錄照到該像素的光線的方向。光場相機圖像的形成分測量與處理兩步。在測量過程，圖像傳感器記錄了光線的強度與方向；在處理過程，光場相機通過計算可以生成焦點在任意位置的傳統相機圖像。因此，光場相機可以實現“先拍照，后對焦”。

?傳統相機對焦的過程是通過轉動調焦環來調節鏡頭光心到成像面的距離，光場相機是通過軟件移動假想的成像面，利用相似三角形原理計算出來的。因此，如果使用激光測距技術測得某一目標距離，同時使用光場相機技術記錄該目標成像的光場數據，通過軟件程序移動假想成像面即可實現對與該目標不在同一瞄準線上有一定立體縱深的多個目標同時進行測距。

結合上述原理，本實用新型采用的具體方案如下：

一種不同瞄準線上多目標脈沖激光測距裝置，包括激光發射接收組件、光學組件和電子組件，所述的激光發射接收組件包括激光器、發射天線和光電接收管，所述的光學組件包括物鏡、分光棱鏡、微透鏡陣列和電荷耦合器件，微透鏡陣列位于物鏡的像面處，分光棱鏡位于物鏡和微透鏡陣列之間；電荷耦合器件位于微透鏡陣列的焦距處；電子組件包括電源模塊、目標距離計算模塊、光場圖像數據處理模塊和顯示及控制模塊。分光棱鏡用于將物鏡中穿出的激光回波反射到光電接收管上而穿出的其他光線穿過分光棱鏡到達微透鏡陣列；微透鏡陣列獲取目標的光場數據投射到電荷耦合器件上，由其轉化為數字信號并傳輸給電子組件；光電接收管將激光回波脈沖信號傳輸給電子組件。電源模塊用于為激光器、光電接收管和電荷耦合器件提供工作電壓；目標距離計算模塊和光場圖像數據處理模塊用于根據讀入的激光回波脈沖信號和目標光場數據計算并輸出目標圖像和對應的目標距離，同時利用光場數字重對焦技術分別輸出視場范圍內不在同一瞄準線上的其他目標圖像及目標距離；顯示及控制模塊用于輸出觸發信號控制激光器，并用于顯示目標圖像和目標距離。

所述分光棱鏡可以為任意角度棱鏡，確保具有一個反射面，反射激光回波即可，并使得光電接收管位于反射光線經過的位置。優選的，所述分光棱鏡為直角反射棱鏡，其斜邊所在側面上鍍有激光全反膜。這樣可使得目標反射的激光回波反射到光電接收管上，而其他光線穿過分光棱鏡投射到微透鏡陣列上。

優選的，所述的電荷耦合器件采用KAF-16803圖像傳感器芯片。

優選的，所述的微透鏡陣列為292×292元，焦距500微米，直徑125微米。微透鏡陣列的尺寸可根據與電荷耦合器件的搭配來設置。

優選的，所述的目標距離計算模塊采用AT89C55單片機，用作核心處理器件。

優選的，所述的光場圖像數據處理模塊采用型號為EP2C35F484C6N?的FPGA芯片。

優選的，所述的顯示及控制模塊采用夏普LS050T1SX01液晶屏，分辨率為1080*1920。

本實用新型將激光測距技術與光場相機技術相結合，僅發射一次激光，就實現對不在同一瞄準線上的多個目標同時進行測距，能明顯減少激光發射次數，延長激光器使用壽命，并且有效提高了測距的效率。

附圖說明

圖1是本實用新型的系統結構圖；

圖2是本實用新型實施方式的工作時序圖；