[發明專利]一種基于拉蓋爾高斯變換的旋轉物體成像系統

有效

• 申請號: 201911117320.4
• 申請日: 2019-11-15
• 公開（公告）號: CN110987927B
• 公開（公告）日: 2021-03-19
• 發明（設計）人: 魏丹;王天新;馬劍濤;徐釧;張勇
• 申請（專利權）人: 南京大學
• 主分類號: G01N21/84
• 分類號: G01N21/84;G01N21/01
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 馮艷芬

1.一種基于拉蓋爾高斯變換的旋轉物體成像系統，其特征在于：包括激光器、擴束系統、成像透鏡和一維陣列探測器，所述擴束系統位于所述激光器的激光輸出口后，所述成像透鏡和所述一維陣列探測器依次位于擴束系統輸出的光路上，目標旋轉物體位于所述擴束系統和所述成像透鏡之間的光路上，所述激光器射出的光束經過所述擴束系統擴束后打到目標旋轉物體上，并經過所述成像透鏡成像到一維陣列探測器所在平面，所述一維陣列探測器從接收的圖像光學信號中提取拉蓋爾高斯譜并采用拉蓋爾高斯變換重構目標旋轉物體圖像；

其中,所述重構目標旋轉物體圖像通過在一維陣列探測器內加載程序實現，該程序在被執行時具體實現如下步驟：

A、將一維陣列探測器接收的圖像光學信號按照下式進行時間上的傅里葉變換，得到變換后的信號：

式中，b_l(r)表示傅里葉變換后的信號，r表示光場半徑，T表示目標旋轉物體的旋轉周期，l表示角向系數，φ₀表示表示一維陣列探測器的方位角，E(r,φ₀,t)表示位于φ₀處一維陣列探測器接收的圖像光學信號，

B、根據傅里葉變換后的信號計算下式，得到拉蓋爾高斯模式系數：

式中，A_p,l表示角向系數為l、徑向系數為p時拉蓋爾高斯模式的系數，LG_p,l(r)表示拉蓋爾高斯模式的徑向分布，且ω₀表示束腰，表示拉蓋爾多項式；

C、根據拉蓋爾高斯模式系數按照下式重構目標旋轉物體圖像：

式中，E(r,φ)表示重構后的目標旋轉物體圖像，φ表示空間方位角。

2.根據權利要求1所述的基于拉蓋爾高斯變換的旋轉物體成像系統，其特征在于：所述一維陣列探測器位于所述成像透鏡的成像面的半徑處，像素覆蓋到圖像的中心以及邊緣。

3.根據權利要求1所述的基于拉蓋爾高斯變換的旋轉物體成像系統，其特征在于：所述擴束系統由兩個透鏡組成，位于后面的透鏡是位于前面透鏡的焦距的多倍。

4.根據權利要求1所述的基于拉蓋爾高斯變換的旋轉物體成像系統，其特征在于：所述激光器具體為808nm激光器。