[發(fā)明專利]成像裝置、方法、電子設(shè)備及存儲介質(zhì)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010073002.9
• 申請日: 2020-01-21
• 公開（公告）號: CN111257869B
• 公開（公告）日: 2022-03-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李超;高航;吳世有;鄭深;胡建民;方廣有
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院電子學(xué)研究所
• 主分類號: G01S13/89
• 分類號: G01S13/89;G01S13/42;G01S7/41
• 代理公司: 中科專利商標(biāo)代理有限責(zé)任公司 11021
• 代理人: 任巖

1.一種成像裝置，其特征在于，包括：

掃描裝置和計算裝置；

所述掃描裝置，包括發(fā)射陣列和接收陣列，用于根據(jù)預(yù)設(shè)坐標(biāo)軸的方向掃描目標(biāo)，并獲取所述目標(biāo)垂直于所述預(yù)設(shè)坐標(biāo)軸的所有平面上的回波數(shù)據(jù)；

所述計算裝置，用于獲取垂直于所述預(yù)設(shè)坐標(biāo)軸的每個平面上的回波數(shù)據(jù),

將每個平面上的回波數(shù)據(jù)輸入預(yù)設(shè)成像公式進(jìn)行成像，得到垂直于所述預(yù)設(shè)坐標(biāo)軸的所有平面的二維圖像,其中，建立三維直角坐標(biāo)系，令所述預(yù)設(shè)坐標(biāo)軸為y軸，則所述預(yù)設(shè)成像公式：

其中，x′是所述目標(biāo)在y＝y(tǒng)_i位置處的x軸上的坐標(biāo)，z′是所述目標(biāo)在y＝y(tǒng)_i位置處的z軸上的坐標(biāo)，是在y＝y(tǒng)_i位置處所述目標(biāo)在成像空間中的反射系數(shù)，x_t是所述發(fā)射陣列在x軸上的位置坐標(biāo)，x_r是所述接收陣列在x軸上的位置坐標(biāo)，k是電磁波傳播的波數(shù)，j是虛數(shù)，s(x_t,x_r,k)是在(x_t,x_r,k)處的回波數(shù)據(jù),

以及，將垂直于所述預(yù)設(shè)坐標(biāo)軸的所有平面的二維圖像沿所述預(yù)設(shè)坐標(biāo)軸的方向進(jìn)行拼接，得到所述目標(biāo)的三維圖像。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的成像裝置，其特征在于，所述掃描裝置包括：

所述發(fā)射陣列，用于按照預(yù)設(shè)坐標(biāo)軸的方向進(jìn)行運(yùn)動，并在運(yùn)動過程中，每隔預(yù)設(shè)時長，所述發(fā)射陣列中的發(fā)射陣元依次發(fā)射寬帶電磁波給目標(biāo)，以使所述目標(biāo)發(fā)生回波反射，得到來自所述目標(biāo)的反射回波；

所述接收陣列，用于每當(dāng)發(fā)射陣元發(fā)射寬帶電磁波后，接收來自所述目標(biāo)的反射回波，得到多組回波數(shù)據(jù)。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的成像裝置，其特征在于，所述掃描裝置還包括：

聚焦裝置；

所述聚焦裝置，用于當(dāng)所述發(fā)射陣元發(fā)射寬帶電磁波時，聚焦所述寬帶電磁波，以及，當(dāng)所述接收陣列的接收陣元接收所述反射回波時，聚焦所述反射回波。

4.一種成像方法，其特征在于，包括：

根據(jù)預(yù)設(shè)坐標(biāo)軸的方向掃描目標(biāo)，獲取所述目標(biāo)垂直于所述預(yù)設(shè)坐標(biāo)軸的所有平面上的回波數(shù)據(jù)；

將每個平面上的回波數(shù)據(jù)輸入預(yù)設(shè)成像公式進(jìn)行成像，得到垂直于所述預(yù)設(shè)坐標(biāo)軸的所有平面的二維圖像,其中，建立三維直角坐標(biāo)系，令所述預(yù)設(shè)坐標(biāo)軸為y軸，則所述預(yù)設(shè)成像公式：

其中，x′是所述目標(biāo)在y＝y(tǒng)_i位置處的x軸上的坐標(biāo)，z′是所述目標(biāo)在y＝y(tǒng)_i位置處的z軸上的坐標(biāo)，是在y＝y(tǒng)_i位置處所述目標(biāo)在成像空間中的反射系數(shù)，x_t是發(fā)射陣列在x軸上的位置坐標(biāo)，x_r是接收陣列在x軸上的位置坐標(biāo)，k是電磁波傳播的波數(shù)，j是虛數(shù)，s(x_t,x_r,k)是在(x_t,x_r,k)處的回波數(shù)據(jù)；

將垂直于所述預(yù)設(shè)坐標(biāo)軸的所有平面的二維圖像沿所述預(yù)設(shè)坐標(biāo)軸的方向進(jìn)行拼接，得到所述目標(biāo)的三維圖像。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的成像方法，其特征在于，所述根據(jù)預(yù)設(shè)坐標(biāo)軸的方向掃描目標(biāo)，獲取所述目標(biāo)垂直于所述預(yù)設(shè)坐標(biāo)軸的所有平面上的回波數(shù)據(jù)包括：

按照預(yù)設(shè)坐標(biāo)軸的方向進(jìn)行運(yùn)動，并在運(yùn)動過程中，每隔預(yù)設(shè)時長，發(fā)射寬帶電磁波給目標(biāo)，以使所述目標(biāo)發(fā)生回波反射，得到來自所述目標(biāo)的反射回波；

每當(dāng)發(fā)射寬帶電磁波后，接收來自所述目標(biāo)的反射回波，得到多組回波數(shù)據(jù)。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的成像方法，其特征在于，當(dāng)發(fā)射寬帶電磁波給目標(biāo)時，聚焦所述寬帶電磁波；

當(dāng)接收來自所述目標(biāo)的反射回波時，聚焦所述反射回波。

7.一種電子設(shè)備，包括：存儲器，處理器及存儲在存儲器上并可在處理器上運(yùn)行的計算機(jī)程序，其特征在于，所述處理器執(zhí)行所述計算機(jī)程序時，實現(xiàn)權(quán)利要求4至6中的任一項所述的成像方法中的各個步驟。

8.一種計算機(jī)可讀存儲介質(zhì)，其上存儲有計算機(jī)程序，其特征在于，所述計算機(jī)程序被處理器執(zhí)行時，實現(xiàn)權(quán)利要求4至6中的任一項所述的成像方法中的各個步驟。