[发明专利]一种基于激光成像的海浪微尺度波探测装置

说明书

技术领域

本发明涉及非声探潜领域，具体是涉及一种基于激光成像的海浪微尺度波探测装置。

背景技术

目前在非声探潜领域，现有的微波探测海表面波间接探潜利用了微波遥感具有全天候、全天时的优点，可以对大面积海域进行实时探测，但其探测精度还不是很高，最高探测精度为30厘米。

关于微波探测海表面波间接探潜的所有报道都是合成孔径雷达(SAR)对于海底山脉地形引起的内波海面应波的探测，所述内波海面应波的波幅在几十米到上百米之间；对于潜艇引起的内波海面应波的探测，却没有报道，潜艇引起的内波海面应波的波幅一般在20cm-50cm左右。

发明内容

为了解决现有微波探测海表面波间接探潜探测精度低的问题，本发明提供一种基于激光成像的海浪微尺度波探测装置。

本发明的一种基于激光成像的海浪微尺度波探测装置，它包括激光发射机、光学系统、随动系统、条纹管探测系统、信号处理系统、分束镜、第一反射镜、第二反射镜和第三反射镜，所述光学系统包括扩束透镜和接收透镜，随动系统包括第四反射镜和扫描镜，条纹管探测系统包括光电二极管、延时器、单狭缝条纹管和CCD探测器；激光发射机输出光信号至分束镜，所述分束镜输出一路光信号至第一反射镜，所述第一反射镜输出光信号至光电二极管的输入端，所述光电二极管输出电信号至延时器，所述延时器输出电信号至单狭缝条纹管内部的斜坡电压发射器，用于输出电信号触发所述斜坡电压发射器开始工作；分束镜输出另一路光信号至扩束透镜，所述扩束透镜输出光信号至第四反射镜，所述第四反射镜输出源光信号至扫描镜，所述扫描镜用于输出扫描目标的源光信号，还用于接收目标的反射光信号，所述目标的反射光信号经扫描镜输出至第四反射镜，所述第四反射镜输出反射光信号至接收透镜，所述接收透镜输出光信号至第二反射镜，所述第二反射镜输出光信号至第三反射镜，所述第三反射镜输出光信号至单狭缝条纹管的光信号接收端，所述单狭缝条纹管输出成像信号至CCD探测器，所述CCD探测器输出成像数据至信号处理系统，所述信号处理系统用于对输入的成像数据进行分析获得目标的三维像。

本发明的工作原理：激光发射机1发出光信号，所述光信号经分束镜分束后输出两路光信号，其中，一路光信号经过光电二极管后转换为电信号输出，所述电信号经延时器适当延时后触发斜坡电压开始工作，即使单狭缝条纹管工作；另一路光信号经扩束透镜扩束后输出至随动系统，所述随动系统输出用于扫描目标的源光信号，且接收目标的反射光信号，还输出所述反射光信号至接收透镜，所述接收透镜输出光信号至单狭缝条纹管成像，CCD探测器探测单狭缝条纹管的成像信号，并输出成像数据至信号处理系统进行分析获得目标的三维像。

本发明的有益效果为：本发明的条纹管探测系统通过海表面对激光束的反射和散射对海表面微尺度波直接进行三维成像，实现了距离选通成像，降低了雨、雾天气等外界环境对目标探测的干扰，易于探测到目标；本发明的分束器使得单狭缝条纹管和光学系统能够同步工作；本发明探测海浪微尺度波振幅的距离分辨率高，探测精度高，达厘米级。

附图说明

图1是本发明的一种基于激光成像的海浪微尺度波探测装置的装置示意图，图2是具体实施方式三中CCD探测器4-4获得的大波浪条纹像示意图，图3是具体实施方式三中CCD探测器4-4获得的小波浪条纹像示意图，图4是具体实施方式三中信号处理系统5对海浪微尺度波进行三维重构获得的距离像示意图，图5是具体实施方式三中信号处理系统5对海浪微尺度波进行三维重构获得的强度像示意图，图6是具体实施方式三中计算海平面高度差示意图，图7是具体实施方式三中反演出的海浪波形示意图。

具体实施方式