[发明专利]一种智能水下激光主动成像装置和成像方法

权利要求书

1.一种智能水下激光主动成像装置，其特征在于：包括

声呐（5），用于发出声波探测水下目标，确定目标区域；

激光发射器（1），用于在声呐（5）确定目标区域后，向水下目标发出纳秒脉冲激光；

电机（4），用于带动激光发射器（1）、成像探测系统（3）上下运动和左右运动对水下目标进行光栅扫描；

成像探测系统（3），用于获取光栅扫描的图像，并将图像去抖动以后进行图像成像，同时将成像的图像传递给远端的显示终端。

2.根据权利要求1所述的一种智能水下激光主动成像装置，其特征在于：

所述激光发射器（1）包括发射光学镜头，用于发射激光到目标上；

所述成像探测系统（3）包括接收光学镜头和CCD探测器，接收光学镜头接收从目标处返回的图像传递给CCD探测器，CCD探测器将图像传递给远程的显示终端。

3.根据权利要求2所述的一种智能水下激光主动成像装置，其特征在于：所述激光发射器（1）还包括分光镜、光学衰减片、光电PIN、触发卡和同步控制卡；

所述激光发射器（1）发射的纳秒脉冲激光通过分光镜分光后，一束光通过发射光学镜头发射到目标上，另一束光用于依次通过光学衰减片、光电PIN、触发卡、同步控制卡后，同步控制卡根据预设时间t产生同步信号触发CCD探测器选通，进行光栅扫描图像的获取。

4.根据权利要求3所述的一种智能水下激光主动成像装置，其特征在于：所述预设时间t通过以下方式获取：声呐（5）获取到目标的探测距离后， 根据激光在水中的传播速度，计算激光从发射到达到目标的时间t，同步控制卡在接收到触发卡的脉冲信号后，延迟预设时间t发送信号触发CCD探测器选通。

5.根据权利要求3所述的一种智能水下激光主动成像装置，其特征在于：所述成像探测系统还包括纳米陶瓷驱动、非线性控制器、图像处理卡，所述纳米陶瓷驱动包括FSM镜面和FSM执行器；

接收光学镜头接收到从目标处返回的激光后，激光通过FSM镜面反射进入到CCD执行器，图像处理卡获取CCD探测器获取的图像后，计算抖动带来的偏差，将该偏差发送给非线性控制器，非线性控制器驱动FSM执行器对FSM镜面进行角度的调整。

6.根据权利要求5所述的一种智能水下激光主动成像装置，其特征在于：所述FSM镜面和FSM执行器之间通过点粘的方式连接。

7.根据权利要求1所述的一种智能水下激光主动成像装置，其特征在于：还包括支架（2），支架（2）上部设置可摇摆的连杆，所述激光发射器（1）和成像探测系统（3）分别通过不同的电动伸缩杆连接在连杆上，所述声呐（5）设置在连杆的侧面，所述电机（4）设置在支架（2）上，当电机（4）接收到远端传送的信号后，通过带动连杆的俯仰运动和左右运动，进而带动激光发射器（1）上下运动和左右运动；或者电机在接受到远端的信号后，通过控制电动伸缩杆的伸缩控制激光发射器（1）和成像探测系统（3）之间的距离。

8.一种智能水下激光主动成像方法，其特征在于，包括：

通过声呐（5）探测确定水下的目标区域；

使用激光作为光源对目标进行照明，通过操纵激光光源的上下运动和左右运动，对水下的目标进行光栅扫描；

通过捕获装置捕获光栅扫描的目标图像，并对捕获的图像进行去抖动，获取目标图像的成像图像；

将成像图像传输到远端的显示终端。

9.根据权利要求8所述的一种智能水下激光主动成像方法，其特征在于：在捕获目标图像的成像图像后，工作人员通过观察显示终端的成像图像，调整光源和捕获装置之间的距离用以获取后向散射小的图像。

10.根据权利要求8所述的一种智能水下激光主动成像方法，其特征在于：通过声呐（5）探测目标距离后，根据激光在水中的传播速度，获取激光从发射到达到目标的时间t，在进行目标图像的捕获时，激光光源发射t时间后，开始使用捕获装置进行图像的捕获。