[實用新型]一種水下激光成像偵察設備

有效

• 申請號: 201822053359.1
• 申請日: 2018-12-07
• 公開（公告）號: CN209460409U
• 公開（公告）日: 2019-10-01
• 發明（設計）人: 鄧代竹;付學志;王壽增;林興泰;彭堂超;王彬;張建明;葛浩山;練文;高凡
• 申請（專利權）人: 湖北久之洋紅外系統股份有限公司
• 主分類號: G01S17/89
• 分類號: G01S17/89
• 代理公司: 武漢凌達知識產權事務所(特殊普通合伙) 42221
• 代理人: 劉念濤;宋國榮

本實用新型公開了一種水下激光成像偵察設備，包括超聲換能器、聲納電子控制單元、高重頻固體藍綠激光器、激光照明模塊驅動與控制單元、發射光學天線、接收光學系統、距離選通像增強器、成像CCD、距離選通成像驅動與控制單元、高精度通同步控制單元、中央處理單元、電源管理單元、圖像處理單元、圖像存儲與顯示單元和供電單元；本實用新型可實時獲取目標距離，根據距離自動選通成像，通過準連續高重頻激光器和高重頻窄快門曝光選通成像模式，大大減小設備體積和重量，充分發揮距離選通成像技術在水下光電成像領域應用的一種水下成像設備。

技術領域

本實用新型涉及一種成像設備，尤其是涉及一種基于距離選通的水下激光成像裝置。

背景技術

目前水下激光成像主要有聲學探測和光電探測兩種。聲學探測成像空間分辨力低，而光電成像由于分辨能力高成為水下偵察的必要裝備。由于光線在水中隨傳輸路徑快速衰減，使得水下光電成像需要輔助照明，同時，輔助照明光的后向散射嚴重影響水下光電成像系統作用距離，使得人眼直接觀察與傳統的連續照明光電成像的有效作用距離較短。

由于光在水中傳輸的衰減和后向散射是限制水下光電成像系統作用距離的主要因素，因此，減小后向散射及提高圖像對比度成為水下光電成像技術研究的重點。目前水下光電成像技術可分為：距離選通成像技術、激光同步線掃描技術、結構光成像技術、調制/解調去除散射光技術、偏振區分技術和多視角圖像構造技術。其中距離選通成像技術是目前水下運載平臺最有效的光電成像技術之一。

現有的水下距離選通成像技術基本是利用脈沖激光器和選通像增強器完成目標成像，以激光脈沖發射時刻為起點，目標與設備的距離（即激光在成像器件與目標之間的傳輸時間為延時時間）為參考，精確控制選通像增強器的開啟時間，使由被目標反射回來的激光脈沖剛好在選通像增強器的開啟時間內到達并成像。如果選通脈沖寬度和激光脈沖寬度都很窄，則只有目標附近的反射光才能到達選通像增強器并成像，傳輸路徑上的大部分后向散射光被隔離，從而可大大減小后向散射光的影響，提高系統的探測和識別距離。目前國內水下距離選通成像技術主要還處于試驗室階段，未見有成熟產品的公開報道，且由于采用的是脈沖激光器，體積大、重量重。另外，現有水下距離選通成像的成像距離的選取主要依靠上位機的參數設置，無法根據可疑目標實時距離自動選取成像區域。

實用新型內容

本實用新型主要是解決現有技術所存在的體積大、重量重，同時無法在水下實時獲取目標距離實現自動距離選通成像等技術問題；提供一種可以實時獲取目標距離，根據距離自動選通成像，通過不同體制成像模式，從而大大減小設備體積和重量，充分發揮距離選通成像技術在水下光電成像領域應用的水下激光成像偵察設備。

本實用新型的上述技術問題主要是通過下述技術方案得以解決的：

一種水下激光成像偵察設備，基于距離選通，包括一個實時獲取水下目標距離的聲納傳感器，利用工作頻率為百kHz、波束角約10°～15°的多波束超聲波傳感器完成水下目標的實時距離測量，受綜合控制器控制配合距離選通成像模塊協同工作；一個高重頻工作的藍綠激光照明模塊，按照約10°～15°的光束發散角發射十kHz級高重頻、納秒級窄脈寬的藍綠激光，受綜合控制器控制，與聲納傳感器一起配合距離選通成像模塊協同工作；一個按高重頻與超短快門曝光的距離選通成像模塊，按照與激光照明模塊相同的頻率、納秒級快門曝光，并對高重頻輸出進行圖像疊加后輸出標準Pal模擬或數字視頻；一個綜合控制器，控制聲納傳感器、激光照明模塊和距離選通成像模塊協同工作，實時獲取目標距離信息，并根據距離信息和激光照明模塊的出光時刻精確控制距離選通成像模塊選通快門的開啟；對上述距離選通成像模塊輸出的視頻信息進行處理并顯示的圖像處理存儲與顯控單元以及分別連接聲納傳感器、激光照明模塊、距離選通成像模塊和綜合控制器的設備供電單元。其中距離選通成像模塊所需的距離由聲納傳感器按Hz頻率實時獲取，準連續藍綠激光器發射高重頻激光，距離選通成像模塊根據藍綠激光器出光時刻及聲納傳感器獲取的實時距離對目標進行高重頻與納秒級窄快門曝光。