[實用新型]一種成像裝置

有效

• 申請號: 201721625196.9
• 申請日: 2017-11-29
• 公開（公告）號: CN207457620U
• 公開（公告）日: 2018-06-05
• 發明（設計）人: 黃帆;韓捷飛;初寧;蔡棟;龍濤;鄒誠
• 申請（專利權）人: 蘇州蛟視智能科技有限公司
• 主分類號: G02B27/09
• 分類號: G02B27/09
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本實用新型公開了一種成像裝置，包括移動載體和位于移動載體上的結構光源、光調制單元、光接收單元、數據處理單元，以及與光調制單元和數據處理單元連接的控制單元，結構光源產生結構光束并經過光調制單元產生所需能量分布的光斑后投射到檢測目標上，檢測目標的反射光通過光接收單元接收并傳遞給數據處理單元，數據處理單元同步接收控制單元和光接收單元的數據并進行關聯運算并得到成像結果，光調制單元包括若干反射鏡，若干反射鏡排列形成與結構光束的光斑形狀一致的微鏡反射陣列。本實用新型通過結構光處理方式，實現光束的降維或簡單化調制，提高光束能量密度和回波信號的信噪比，提高了關聯運算速度以及成像距離和成像質量。

技術領域

本實用新型涉及目標檢測識別與成像領域，具體涉及一種成像裝置。

背景技術

關聯成像(correlated imaging)，也稱鬼成像(ghost imaging)，是一種基于光場漲落的量子或者經典關聯特性，通過參考光場與目標探測光場之間的強度關聯運算，可以非定域地獲取目標圖像信息的新型成像技術。然而傳統的關聯成像存在采樣次數較多，成像時間長，系統結構復雜的問題，并不適用于在水體這種復雜多變的環境中成像。壓縮感知(Compressive Sensing)技術是近年來出現的一種全新的信號采樣技術，不同于傳統的奈奎斯特采樣定理，該技術將信號的壓縮過程與采樣過程同步完成，即將高維的原始信號通過觀測矩陣投影到低維的空間上，以少量的投影參數通過求解優化問題高概率的重構原始信號。該技術可以有效的提高信號采樣效率，降低信號處理時間和計算成本。

基于壓縮感知的關聯成像技術可以有效的克服傳統關聯成像技術關于探測時間、系統復雜度的問題，進一步的提高了系統運行效率和穩定性。針對陸上惡劣天氣或水下環境應用時，由于該技術仍然采用單點探測器作為接收核心器件，其光電轉換效率高，增益高，響應速度快，非常適合于弱光環境下的檢測。由于光電探測器接收的不再是具有空間分辨率的信號，而是視場范圍內調制光斑照明區域的總光強值，不容易受到霧霾、水中湍流、波動、雜質的干擾。另外，由于參考臂采用具有調制功能的器件代替，大幅度的降低了系統復雜度和體積度，使得系統的環境適應能力和穩定性得到了大幅度的提高。然而在陸上惡劣天氣或水下環境應用基于壓縮感知的關聯成像技術過程中，依然存在以下幾方面的問題：

一、由于空氣雜質以及水對光的吸收和散射造成了光能量的衰減十分劇烈，呈指數衰減，即回光信號相比照明光的輸出功率，相差巨大，回光信號弱；

二、空氣雜質以及水對光的后向散射為成像系統的主要噪聲，大大降低了信噪比；

三、在壓縮感知的方法中，需要對同一目標進行多次采樣測量，測量次數通常達到幾千到幾萬次，成像時間長，特別是在水環境下，載具難以維持自身的相對靜止，因此整個系統很難做到實時、穩定的成像。

實用新型內容

本實用新型提供了一種成像裝置，以解決現有技術在惡劣天氣條件或者水中存在的回光信號弱、信噪比低、成像時間長以及輸出光能量密度低的問題。

為了解決上述技術問題，本實用新型的技術方案是：一種成像裝置，包括移動載體和位于所述移動載體上的結構光源、光調制單元、光接收單元、數據處理單元，以及與所述光調制單元和數據處理單元連接的控制單元，所述結構光源產生結構光束并經過所述光調制單元產生所需能量分布的光斑后投射到檢測目標上，所述檢測目標的反射光通過所述光接收單元接收并傳遞給所述數據處理單元，所述數據處理單元同步接收所述控制單元和光接收單元的數據并進行關聯運算并得到成像結果，所述光調制單元包括若干反射鏡，若干所述反射鏡排列形成與所述結構光束的光斑形狀一致的微鏡反射陣列。

進一步的，所述結構光源包括光源和整形器件，所述光源發出的光束經過所述整形器件后形成線型光斑或弧形光斑或環形光斑。

進一步的，所述光源為連續光源或脈沖光源，包括固體激光器、半導體激光器、LED、氣體放電光源中的一種或多種。