[發明專利]一種成像裝置及成像方法

在審

• 申請號: 202110016407.3
• 申請日: 2021-01-07
• 公開（公告）號: CN113031000A
• 公開（公告）日: 2021-06-25
• 發明（設計）人: 孫立穎;韓捷飛;李麗麗;?？》?/a>;范國華
• 申請（專利權）人: 蘇州蛟視智能科技有限公司
• 主分類號: G01S17/894
• 分類號: G01S17/894;G01S7/481;G01S7/484;G01S7/4865
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本發明公開了一種成像裝置及成像方法，該成像裝置包括沿光路依次設置的脈沖光源、定向掃描機構、光調制單元、投射單元、光接收單元、中央處理器、顯示單元，以及與所述定向掃描機構、光調制單元和中央處理器連接的控制單元。通過控制單元控制定向掃描機構和光調制單元協同工作，實現光束在光調制單元上的掃描，如此可以將全部光束能量集中作用于局部區域，大大提高了輸出能量，增大了有用光束可傳播的距離，提高了成像距離，且多個接收信號整合作為一次觀測的接收信號，降低隨機噪聲，提高信噪比，此外，只需要一套或少數套掃描機構即可實現視場擴展，裝置加工裝配難度低，穩定性高。

技術領域

本發明涉及目標檢測識別與成像領域，具體涉及一種成像裝置及成像方法。

背景技術

基于飛行時間(Time of flight，TOF)的激光成像雷達具備超視距三維探測能力，是未來智能駕駛、遙感測繪、智能監控、場景重現等應用不可或缺的探測手段。

目前常用的激光成像雷達采用“點對點”的直接信息獲取模式。通過多組“發射-接收”單元結合機械掃描或者光束偏轉裝置實現多線成像。這種成像方式一方面成像距離有限，遠距離成像分辨率極低；另一方面，系統對精密光學機加工和對準精度要求高，導致系統成本難以降低。

關聯成像(correlated imaging)，也稱鬼成像(ghost imaging)，是一種基于光場漲落的量子或者經典關聯特性，通過參考光場與目標探測光場之間的強度關聯運算，可以非定域地獲取目標高分辨率圖像信息的新型成像技術?；陉P聯成像技術研制的裝置只有一組“發射-接收”單元，大幅度的提高了系統運行效率和穩定性。除此之外，結合壓縮感知信號處理技術可以有效提高信號采樣率效率，降低信號處理時間和計算成本。特別適用于遠距離高分辨成像應用。然而現有的關聯成像技術依然存在以下問題：一是空間光調制器件入射光能量有較高的損耗，不利于遠距離探測；二是所需參考光場為滿足稀疏性等特殊需求，使用“1”占比數量較少的“0-1”二值化矩陣，光能量利用率極低，大幅度縮減探測距離。

發明內容

本發明針對現有技術中存在的問題，提供了一種有效提高輸出能量，增大有用光束可傳播的距離，提高成像距離的成像裝置及成像方法。

為了解決上述技術問題，本發明的技術方案是：一種成像裝置，包括沿光路依次設置的脈沖光源、定向掃描機構、光調制單元、投射單元、光接收單元、中央處理器、顯示單元，以及與所述定向掃描機構、光調制單元和中央處理器連接的控制單元，所述脈沖光源產生的脈沖光束依次經過所述定向掃描機構、光調制單元和投射單元后投射到檢測目標上，所述檢測目標的反射光通過所述光接收單元接收并傳遞給所述中央處理器，所述中央處理器同步接收所述控制單元和光接收單元的數據并進行關聯運算并得到成像結果，所述光調制單元中的調制分區劃分為多個調制分區，所述定向掃描機構改變光束方向，使得每一個脈沖每次照射所述光調制單元的其中一個調制分區。

進一步的，所述光調制單元為空間光調制器，所述調制分區的形狀為矩形或菱形或不規則多邊形。

進一步的，所述脈沖光源為脈沖激光器，還包括設于所述脈沖激光器后方的光束整形單元，所述光束整形單元將脈沖激光器發出的光束的光斑整形為與所述調制分區相同或相近的形狀。

進一步的，所述光束整形單元為光學透鏡組或衍射光學元件或光闌。

進一步的，所述定向掃描機構為掃描振鏡，包括沿垂向設置的X振鏡和Y振鏡。

進一步的，所述定向掃描機構為旋轉棱鏡或可移動光楔或光柵或光束偏轉器件。

本發明還提供一種成像裝置的成像方法，包括以下步驟：

S1:所述脈沖光源產生脈沖光束并經過定向掃描機構實現定向偏轉，使得每一個脈沖光束照射光調制單元的其中一個調制分區進行調制；