[发明专利]一种用于安全检查的近红外激光照明成像系统及方法

权利要求书

1.一种用于安全检查的近红外激光照明成像系统，其特征在于包括：

多个激光二极管及其驱动电源：用于产生特定波长的激光；

可见光-近红外红外摄像机：用于对危险品所在的区域进行二次成像；

成像控制器：用于分时控制多个激光二极管出光，在激光二极管出光的同时触发近红外面成像相机成像；每个激光二极管的中心波长均不同；

近红外面成像相机成像：接收到成像控制器的触发信号后开始曝光并完成场景图像采集，并将场景图像传输给图像采集与处理终端；

图像采集与处理终端：接收并存储来自近红外面成像相机的图像，并控制可见光-近红外摄像机对准危险品所在的区域进行二次成像；所述图像采集与处理终端中存储有典型物质的原始光谱特征；

电源系统：为可见光-近红外红外摄像机、成像控制器、近红外面成像相机成像提供电源；

多个激光二极管产生特定波长的激光，图像采集与处理终端对在不同波长激光照射下的序列图像进行采集、储存和处理，根据图像灰度反演处场景中的目标在不同激光波长下的反射率，得到不同的波长-灰度光谱采样点，参考预置的目标反射光谱特征库确定检测目标的种类；

所述激光二极管的数量为三个，三个激光二极管的中心波长分别为λ1、λ2和λ3，当近红外激光照明成像系统对目标场景成像时，依次获得的单色图像序列其某个像素的灰度分别为g1、g2和g3，这样获得了三个光谱采样点，光谱采样点的波长-灰度数值分别为(λ1，g1)、(λ2，g2)和(λ3，g3)，由三个光谱采样点描绘的曲线基本反映了目标原始光谱的主要特征，对特定的物质成分来说，其光谱是独特的，根据这种独特的光谱特征，可以实现物质成分的有效识别，对场景中的物质成分进行快速分类。

2.根据权利要求1所述的一种用于安全检查的近红外激光照明成像系统，其特征在于：所述多个激光二极管及其驱动电源中，其驱动电源的驱动频率为1Hz～100Hz，驱动电流大于等于450mA，驱动电压1V～6V自适应，驱动上升沿时间小于等于10μs，驱动下降沿时间小于等于10μs。

3.根据权利要求2所述的一种用于安全检查的近红外激光照明成像系统，其特征在于：所述的多个激光二极管及其驱动电源包括三个不同波长的激光二极管，每个激光二极管匹配一个对应的驱动电源。

4.根据权利要求3所述的一种用于安全检查的近红外激光照明成像系统，其特征在于：所述三个激光二极管的中心波长在900nm～1700nm。

5.根据权利要求1所述的一种用于安全检查的近红外激光照明成像系统，其特征在于：所述的成像控制器输出的触发信号为TTL电平，触发延时在0～40ms范围内。

6.根据权利要求1所述的一种用于安全检查的近红外激光照明成像系统，其特征在于：所述近红外面成像相机的工作波段为900nm～1700nm，成像帧频在20Hz～200Hz之间。

7.一种用于安全检查的近红外激光照明成像方法，其特征在于采用权利要求1中的一种用于安全检查的近红外激光照明成像系统进行成像，所述方法包括以下步骤：

(a)成像控制器分时控制多个激光二极管出光，在激光二极管出光的同时触发近红外面成像相机成像；

(b)近红外面成像相机成像接收到成像控制器的触发信号后开始曝光并完成场景图像采集，并将场景图像传输给图像采集与处理终端；

(c)图像采集与处理终端接收并存储来自近红外面成像相机的图像，并控制可见光-近红外摄像机对准危险品所在的区域进行二次成像，并判断出是否属于危险品。

8.根据权利要求7所述的一种用于安全检查的近红外激光照明成像方法，其特征在于所述步骤(c)中危险品的识别是按照以下步骤进行的：

(c1)当对目标场景成像时，依次获得的单色图像序列其某个像素的灰度、以及对应的波长值，获得了光谱采样点；

(c2)根据多个光谱采样点绘制出反应目标原始光谱特征的特征曲线；

(c3)将步骤(c2)获得特征曲线与预先存储的典型物质的原始光谱特征曲线进行对比，当与其中的任意一种典型物质的原始光谱特征曲线相似度大于或等于设定的阀值，则是该对应的典型物质，判断出被监控点物质是否属于危险物品。