[發(fā)明專利]一種多波束光子計(jì)數(shù)激光成像方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811406552.7
• 申請(qǐng)日: 2018-11-23
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN109521438B
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-04-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吳光;鄭天翔;申光躍;李召輝;龐程凱;伍狄;施皓天;楊雷
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 華東師范大學(xué)
• 主分類號(hào): G01S17/894
• 分類號(hào): G01S17/894
• 代理公司: 上海申蒙商標(biāo)專利代理有限公司 31214
• 代理人: 黃明凱

1.一種多波束光子計(jì)數(shù)激光成像方法，其特征在于所述方法包括以下步驟：激光發(fā)射裝置產(chǎn)生多波束激光脈沖，并通過(guò)光束掃描裝置對(duì)成像目標(biāo)進(jìn)行掃描，同時(shí)將所述多波束激光脈沖的同步信號(hào)傳輸至?xí)r間相關(guān)單光子符合計(jì)數(shù)模塊，單像素單光子探測(cè)器對(duì)所述成像目標(biāo)的回波信號(hào)進(jìn)行探測(cè)并將計(jì)數(shù)信號(hào)傳輸至所述時(shí)間相關(guān)單光子符合計(jì)數(shù)模塊，所述時(shí)間相關(guān)單光子符合計(jì)數(shù)模塊分析得到所述多波束激光脈沖的飛行時(shí)間以此求取所述成像目標(biāo)上的各掃描位置的距離，從而構(gòu)建所述成像目標(biāo)的三維圖像；

所述回波信號(hào)先經(jīng)由接收光學(xué)裝置接收再利用所述單像素單光子探測(cè)器進(jìn)行探測(cè)；所述多波束激光脈沖中的各個(gè)波束激光脈沖的相位互相隨機(jī)且重復(fù)頻率互不相等；

所述時(shí)間相關(guān)單光子符合計(jì)數(shù)模塊包括與所述多波束激光脈沖波束數(shù)量相同的時(shí)間間隔測(cè)量單元；

求取所述成像目標(biāo)上的各所述掃描位置的距離的具體方法為：每個(gè)所述時(shí)間間隔測(cè)量單元對(duì)所述計(jì)數(shù)信號(hào)與一路所述同步信號(hào)進(jìn)行時(shí)間相關(guān)單光子符合計(jì)數(shù)，記錄所述計(jì)數(shù)信號(hào)與所述同步信號(hào)之間的時(shí)間間隔，通過(guò)多個(gè)周期的計(jì)數(shù)積累得到所述計(jì)數(shù)信號(hào)中與所述同步信號(hào)頻率一致的計(jì)數(shù)脈沖的計(jì)數(shù)峰，而與所述同步信號(hào)頻率不一致的所述計(jì)數(shù)信號(hào)的計(jì)數(shù)脈沖將呈隨機(jī)分布，無(wú)法得到計(jì)數(shù)峰，從而計(jì)算出各所述掃描位置的距離，計(jì)算公式為：L_n=c·T_n/2，其中，L_n為所述掃描位置與對(duì)應(yīng)光子出射位置之間的距離，c為所述對(duì)應(yīng)光子在空氣中的傳播速度，T_n為所述計(jì)數(shù)信號(hào)的計(jì)數(shù)峰與所述同步信號(hào)的時(shí)間間隔，n為各個(gè)波束的序號(hào)；

所述時(shí)間相關(guān)單光子符合計(jì)數(shù)模塊與一計(jì)算機(jī)連接，所述計(jì)算機(jī)接收所述時(shí)間相關(guān)單光子符合計(jì)數(shù)模塊傳入的所述時(shí)間間隔T_n數(shù)據(jù)，然后根據(jù)所述計(jì)算公式L_n=c·T_n/2計(jì)算各所述掃描位置的距離并將其以點(diǎn)云數(shù)據(jù)形式進(jìn)行存儲(chǔ)，從而構(gòu)建所述成像目標(biāo)的三維圖像。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多波束光子計(jì)數(shù)激光成像方法，其特征在于所述光束掃描裝置由所述計(jì)算機(jī)連接控制。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多波束光子計(jì)數(shù)激光成像方法，其特征在于所述激光發(fā)射裝置包括脈沖激光光源和準(zhǔn)直器。