[發明專利]主動成像的激光攝像頭的成像方法

有效

• 申請號: 201611181293.3
• 申請日: 2016-12-20
• 公開（公告）號: CN106597469B
• 公開（公告）日: 2020-08-07
• 發明（設計）人: 張林;王鵬;陳春秀;徐亞蘭;鐘智輝
• 申請（專利權）人: 王鵬;張林
• 主分類號: G01S17/894
• 分類號: G01S17/894;G01S7/481
• 代理公司: 長沙市和協專利代理事務所(普通合伙) 43115
• 代理人: 王培苓

一種主動成像的激光攝像頭及其成像方法，包括激光發生器、光感器和控制芯片，所述激光發生器、光感器與控制芯片連接，成像方法包括一、采集物體相對于攝像頭焦點的三維球面坐標二、圖像轉換。其優點是在同一場景只需在一個位置拍攝一幅圖像，即可獲取空間點的三維信息。對光照及物體形態的先驗認識無依賴性，不會因三維成像視角的不同和物體的遮擋丟失信息，對其恢復的精確性高。

技術領域

本發明涉及攝影的特殊設備，涉及相機和電子閃光設備的聯合，尤指一種主動成像的激光攝像頭的成像方法。

背景技術

傳統的三維成像可稱為被動式三維成像，是仿照人類利用雙目線索感知距離的方法，需要在同一場景的不同位置拍攝兩幅或兩幅以上的圖像，通過計算空間點在兩幅圖像的視差，獲取空間點的三維信息。由于被動三維成像對光照及物體形態的先驗認識有極大的依賴性，使其在某些場合有極大的局限性。而且被動式三維成像還會因為視角的不同和物體的遮擋丟失信息，對其恢復的精確性產生不良影響。

發明內容

針對現有技術的缺點，本發明的目的在于提供一種主動成像的激光攝像頭的成像方法。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：提供一種主動成像的激光攝像頭的成像方法，采用下述激光攝像頭，該激光攝像頭包括激光發生器、光感器和控制芯片，所述激光發生器、光感器與控制芯片連接，其中：

激光發生器，用于產生N×N束平面陣列激光；

光感器，將接受的激光發生器的N×N束平面陣列激光轉換成電信號并濾除背景光、實現信號放大和電路光路隔離、檢測并過濾特定頻率的光波；

控制芯片，用于控制激光發生器每個發光單元啟停，計算和記錄光感器感光時間，并將激光信號轉換成圖像信號。

進一步地：

所述激光發生器可以包括納米激光發射陣列、準直系統和光纖，所述納米激光陣列發出初級激光束，通過光纖到達由微透鏡陣列構成的準直系統，準直系統將初級激光束變換成準激光束。

所述準直系統可以包括有鏡頭，將每束平面光水平、垂直偏過一定角度變成 N×N束球面光陣列。

所述激光發生器可以包括激光振蕩器、光開關和準直系統，激光振蕩器發出初級激光為總球面光，光開關球面陣列受控制芯片控制，實現對球面上任一束子光通斷控制。

本發明還可以包括有匯光透鏡，安裝于感光器前端，將遠處物體漫反射的激光光匯聚成一光斑。

所述光感器可以包括依序連接的過濾片、光二極管、放大器和若干個帶通濾波器，過濾片用于濾除背景光；光二極管用于實現光電轉換；放大器用實現信號放大和電路光路隔離；帶通濾波器用于檢測并過濾特定頻率的光波。

本發明主動成像的激光攝像成像方法包括如下步驟：

一、采集物體相對于攝像頭焦點的三維球面坐標(α，b，r)

①向激光發生器發出工作指令job(i，j)，1≤i，j≤N；

②激光發生器unit(i，j)單元發出束激光，經準直系統后發生水平、垂直偏轉形成向量激光laser(α_ij，b_ij)；

③向量激光laser(α_ij，b_ij)經光感器，小部分光被光感器吸取，光感器向控制芯片發送計時信號，控制芯片記錄起始時間t1_ij；