[发明专利]一种基于激光扫描的探测成像系统

权利要求书

1.一种基于激光扫描的探测成像系统，其特征在于：该成像系统以激光为光源，通过对物体的散射光的进行进行采集成像，包括激光扫描器、激光扫描探测器、低噪声前置放大器、信号调理电路、A/D转换模块、数字信号处理模块、采样控制模块、电机、图像采集卡和上位机：

所述电机，用于带动棱镜转动；

所述激光扫描器作为光源，将激光通过包括棱镜在内的光学组件打到物体上，对物体进行扫描；

所述激光扫描探测器，用于接收物体的散射光，并将接收到的散射光信号转换为电信号后输出；

所述低噪声前置放大器，将激光扫描探测器输出的电信号进行高增益、高带宽、低误差、低噪声的稳定放大后输出；

所述信号调理电路，将低噪声前置放大器输出的电信号进行调理并滤噪后输出，主体为积分电路和相加器；

所述A/D转换模块，将信号调理电路输出的电信号转换为适合ADC处理的电气特性信号后输出，即完成对A/D信号的驱动，将模拟信号转换为数字信号；

所述数字信号处理模块，将A/D转换模块输出的电气特性信号处理成适合的数据流后输出；

所述采样控制模块，用于控制扫描频率；

所述图像采集卡，将数字信号处理模块输出的数据流进行图像转换处理后输出；

所述上位机，用于完成图像显示控制和数据处理。

2.根据权利要求1所述的基于激光扫描的探测成像系统，其特征在于：所述激光扫描器为连续型激光器，光谱为可见光和红外光。

3.根据权利要求1所述的基于激光扫描的探测成像系统，其特征在于：所述激光扫描器为三个以上，为红色激光扫描器、蓝色激光扫描器、红外激光扫描器或绿色激光扫描器中的三种或四种组合。

4.根据权利要求1所述的基于激光扫描的探测成像系统，其特征在于：所述激光扫描探测器为光电倍增管，接收光谱范围为可见光和红外线，激光扫描探测器的个数与激光扫描器的个数相匹配。

5.根据权利要求1所述的基于激光扫描的探测成像系统，其特征在于：所述低噪声前置放大器包括运算放大器A1、运算放大器A2、电阻R、电阻R1、电阻R2和电容C；所述运算放大器A1、电阻R和电容C构成第一级放大器，作为电流电压转换电路，所述电阻R和电容C均跨接在运算放大器A1的反相输入端和输出端之间，运算放大器A1的反相输入端与相应的激光扫描探测器输出信号端相连接；所述运算放大器A2、电阻R1和电阻R2构成第二级放大器，运算放大器A1的输出端以直接耦合或者阻容耦合方式接入运算放大器A2的同相输入端，电阻R2跨接在运算放大器A2的反相输入端和输出端之间，电阻R1一端与电阻R2共同接入运算放大器A2的反相输入端，另一端与零参考点相接。

6.根据权利要求1所述的基于激光扫描的探测成像系统，其特征在于：所述信号调理电路包括运算放大器A3、电阻R3、电容C1、模拟开关SW1和模拟开关SW2；所述运算放大器A3、电阻R3和电容C1构成积分电路，电阻R3一端与相应的低噪声前置放大器的输出端相连、另一端与模拟开关SW1相连，电容C1跨接在运算放大器A3的反相输入端与输出端之间；所述模拟开关SW1和模拟开关SW2由互相反向的时钟控制，模拟开关SW1一端与电阻R3相连、另一端与运算放大器A3的反相输入端相连，模拟开关SW2跨接在运算放大器A3的反相输入端和输出端之间。

7.根据权利要求1所述的基于激光扫描的探测成像系统，其特征在于：所述A/D转换模块包括ADC芯片，所述ADC芯片具备两个数据采集控制信号端，其中一个数据采集控制信号端作为模拟信号采集端，另一个数据采集控制信号端作为模拟信号转换成数字信号的时序控制端。

8.根据权利要求7所述的基于激光扫描的探测成像系统，其特征在于：所述采样控制模块包括电机编码器、锁相环单元和FPGA模块；所述电机编码器对电机的位置和速度进行监测，电机编码器的输出端与锁相环单元的输入端相连；所述锁相环单元的输出端与A/D转换模块的模拟信号采集端相连，对编码器进行倍频、控制扫描频率；所述FPGA模块的输出端与A/D转换模块的时序控制端相连。

9.根据权利要求8所述的基于激光扫描的探测成像系统，其特征在于：所述图像采集卡与FPGA模块以Cameralink接口协议进行传输。

10.根据权利要求1所述的基于激光扫描的探测成像系统，其特征在于：所述电机为直流伺服无刷电机，电机通过电机驱动器驱动、通过电机速度控制器调速。