[发明专利]主动导引头系统

权利要求书

1.一种主动导引头系统，包括：

照射模块，所述照射模块被配置并能够操作来生成用于沿着所述系统的输出光路传播的光束；

成像模块，所述成像模块能够操作用于对来自所述输出光路的所述光束的光谱范围中的光进行成像；

光学组件，所述光学组件包括波束整形器，所述波束整形器适于对所述光束进行整形，以形成输出光束，所述输出光束具有沿横过所述输出光路的特定横轴延伸的细长横截面，以用于照射特定视场；以及

光路扫描模块，所述光路扫描模块被配置并能够操作用于围绕扫描轴成角度地偏转所述输出光路的方向，以通过扫掠细长输出光束的视场来执行一维扫描循环，以覆盖关注的区域(FOR)。

2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述波束整形器被配置并且能够操作用于整形所述光束，使得所述细长输出光束的视场具有线形，并且所述细长光束的宽横向维度和窄横向维度之间的横向纵横比大约是40。

3.根据权利要求1或2所述的系统，其中，所述细长输出光束延伸以覆盖所述FOR的第一横向维度，并且所述光路扫描模块被配置并且能够操作用于通过以下操作来执行所述一维扫描循环：偏转所述输出光路的方向以围绕所述扫描轴扫描特定角度范围，以便扫掠所述光束以覆盖在所述一维扫描循环中被成像的所述FOR的第二维度。

4.根据前述权利要求中任一项所述的系统，包括控制系统，所述控制系统能够连接到所述成像系统，并被配置且能够操作用于通过接收在所述一维扫描循环期间由所述成像系统捕获的图像序列而在搜索所述目标时监测所述关注的区域，并且处理所述图像以检测由所述光束照射的所述目标；所述检测包括确定所述光束从所述目标反射/散射的返回光是否被所述图像序列中的至少一个图像的一个或更多个像素捕获到。

5.根据权利要求4所述的系统，其中，所述控制系统被配置成并且能够操作用于通过确定由所述像素捕获的光强度是否超过特定的预定信噪比(SNR)阈值来确定所述一个或更多个像素。

6.根据权利要求4或5所述的系统，其中，从所述目标反射/散射并由所述至少一个图像的所述一个或更多个像素捕获的所述返回光的强度是τ和1/R的函数，其中，R是在所述成像模块和所述目标之间的距离，并且τ是所述至少一个图像的曝光时间；并且其中，所述控制器适于在所述扫描期间估计所述目标的距离R的变化，并且利用所述距离的所述变化来动态地调节所述图像的曝光时间τ，由此减小所述扫描循环的总时间T，同时将所述目标检测的SNR优化为高于预定阈值。

7.根据权利要求5或6所述的系统，其中，从所述目标散射并由所述图像序列中的所述一个或更多个像素捕获的所述返回光的强度与T/(R⁴*Ω)成比例，其中，R是在所述成像模块和所述目标之间的距离，Ω是由所述扫描循环覆盖的总关注的区域(FOR)的立体角，并且T是所述扫描循环的持续时间；并且其中，所述控制器适于执行用于跟踪所述目标的多个扫描循环，同时动态地调节所述扫描循环的持续时间T和在所述扫描循环中被扫描的所述FOR的立体角Ω中的至少一者。

8.根据权利要求7所述的系统，其中，在跟踪所述目标期间，所述控制器适于随着所述目标的所述距离R变得更短而动态地减小所述扫描循环的持续时间T，由此分别动态地优化在所述一维扫描循环期间扫描的FOR帧的帧速率1/T。

9.根据权利要求7或8所述的系统，其中，所述控制器适于在跟踪所述目标期间确定所述目标的角速度，并且动态地调节由一个或更多个扫描循环覆盖的所述FOR的立体角Ω，由此优化所述跟踪的灵活性。

10.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其中，所述成像系统包括一维光电检测器阵列，并且其中，所述成像系统被配置成在所述一维光电检测器阵列上对所述细长输出光束的视场进行成像。

11.根据权利要求1至9中任一项所述的系统，其中，所述成像系统包括二维光电检测器阵列。