[發明專利]一種非掃描激光成像系統及方法

在審

• 申請號: 201811137425.1
• 申請日: 2018-09-28
• 公開（公告）號: CN109444914A
• 公開（公告）日: 2019-03-08
• 發明（設計）人: 裴慶會
• 申請（專利權）人: 裴慶會
• 主分類號: G01S17/89
• 分類號: G01S17/89
• 代理公司: 青島申達知識產權代理有限公司 37243
• 代理人: 李文穎

1.一種非掃描激光成像系統，包括：時序控制器(1)、脈沖激光器(2)、分光器(3)、發射光學系統(4)、單點探測器(5)、單路放大器(6)、接收光學系統(7)、面陣探測器(8)、處理器(13)和顯示器(14)，

其特征在于：

所述非掃描激光成像系統還包括：可控放大器(9)、延時器(10)、選通器(11)和加法器(12)；

其中所述時序控制器(1)包含一個輸入端口和多個輸出端口，唯一的輸入端口與所述單路放大器(6)相連，一個輸出端口與所述脈沖激光器(2)相連，另一個輸出端口與所述處理器(13)相連，一組輸出端口與所述可控放大器(9)相連，另一組輸出端口與所述選通器(11)相連；

其中所述面陣探測器(8)、所述可控放大器(9)、所述延時器(10)、所述選通器(11)、所述加法器(12)與所述處理器(13)按照端口一對一連接的方式依次連接；所述可控放大器(9)用于實現對信號的向后選通放大，所述選通器(11)用于實現對信號的向前選通，所述可控放大器(9)和所述選通器(11)兩者合作共同實現對信號的選通，所述延時器(10)用于實現對信號的延時，所述可控放大器(9)、所述延時器(10)和所述選通器(11)三者合作共同實現對信號的選通延時，所述加法器(12)用于將選通延時后的并行信號變為互不干擾的串行信號。

2.根據權利要求1所述的非掃描激光成像系統，其特征在于：所述可控放大器(9)、所述延時器(10)和所述選通器(11)的輸入端口和輸出端口的數量與所述面陣探測器(8)的像素數量相同；所述加法器(12)的輸入端口的數量與所述面陣探測器(8)的像素數量相同，但輸出端口的數量與所述處理器的輸入端口的數量相同，是所述面陣探測器(8)的像素數量的整數分之一。

3.根據權利要求1所述的非掃描激光成像系統，其特征在于：所述可控放大器(9)是由數個小面陣放大器組成的大面陣放大器，將來自于所述面陣探測器(8)的并行電信號同時進行放大，每個小面陣放大器的初始狀態為不工作，當接收到來自于所述時序控制器(1)的控制信號后才開始工作，當控制信號結束后隨即停止工作，以實現對輸入信號的向后選通放大。

4.根據權利要求1所述的非掃描激光成像系統，其特征在于：所述延時器(10)是由數個小面陣延時器組成的大面陣延時器，將來自于所述可控放大器(9)的并行電信號同時進行延時，且不同的小面陣延時器具有不同的延時時長，其延時時長成整數倍關系，但在每一個小面陣延時器內部每一個通路的延時時長相同。

5.根據權利要求1所述的非掃描激光成像系統，其特征在于：所述選通器(11)是由數個小面陣選通器組成的大面陣選通器，對來自于所述延時器(10)的并行電信號進行選通：即在不同的時刻允許不同的電信號通過，每個小面陣選通器初始狀態為允許所有信號通過，當接收到來自于時序控制器的控制信號后通路斷開，因為不同的小面陣選通器接收到控制信號的時刻不同，所以不同的小面陣選通器具有不同的斷開時刻，斷開時刻可以精確控制，以實現對輸入信號的向前選通，即只有某一時刻之前的電信號能夠通過，且不同的小面陣選通器接收到控制信號的時刻間隔與延時器的延時時長相同。

6.根據權利要求1所述的非掃描激光成像系統，其特征在于：所述加法器(12)將來自于不同選通器的并行電信號相加形成串行電信號，原本同一時刻的多束并行電信號在可控放大器和選通器的選通作用和延時器的延時作用下，變成多束交錯但互不重疊的并行電信號，這些并行電信號在加法器的作用下形成不含干擾信號的串行電信號。

7.一種非掃描激光成像方法，包括步驟：

S1：脈沖激光器在接收到來自于時序控制器的控制信號后發射脈沖激光束，脈沖激光束被分光器分為兩束，一束經發射光學系統擴束整形后照射至目標，另一束直接照射至單點探測器；

S2：脈沖激光束經單點探測器的光電轉換和單路放大器的電信號放大后到達時序控制器；

S3：時序控制器在接收到該信號后，首先向可控放大器和處理器同時發送控制信號，然后以固定的延時間隔分別向不同的小面陣選通器發送控制信號；

S4：經目標反射的激光回波信號被接收光學系統接收后成像于面陣探測器上，面陣探測器通過光電轉換將光信號轉變為一系列并行的電信號；

S5：這些并行的電信號經過可控放大器的向后選通放大、延時器的延時、選通器的向前選通和加法器的合束后變成一系列不含干擾的串行電信號；

S6：串行電信號經處理器的處理后，可以得到所有像素點的強度信息和距離信息，最終這些信息被顯示在顯示器上。