[发明专利]双波段交会式主动照明距离选通成像系统及成像方法

权利要求书

1.一种双波段交会式主动照明距离选通成像系统，其特征在于：包括第一经纬仪单元、第二经纬仪单元、第一激光器(1)、第二激光器(2)和地面交互管理系统(3)；

所述第一经纬仪单元包括第一探测器(4)和第一经纬仪(5)；所述第一经纬仪(5)搭载第一激光器(1)和第一探测器(4)，所述第二经纬仪单元包括第二探测器(6)和第二经纬仪(7)，所述第二经纬仪(7)搭载第二激光器(2)和第二探测器(6)；所述第一激光器(1)和第二激光器(2)的波长不同，对目标进行交互式照明，所述第一探测器(4)接收第二激光器(2)照射到目标形成的漫反射光，所述第二探测器(6)接收第一激光器(1)照射到目标形成的漫反射光；

所述第一经纬仪单元和第二经纬仪单元通过地面交互管理系统(3)进行信号通讯，实现选通门的打开与关闭。

2.根据权利要求1所述的双波段交会式主动照明距离选通成像系统，其特征在于：所述第一激光器(1)和第一探测器(4)的光路上、第二激光器(2)和第二探测器(6)的光路上均设置有双视场收发一体光学组件(8)，所述双视场收发一体光学组件(8)包括前置扩束系统、收发隔离装置(81)和长短焦成像物镜组(82)；所述前置扩束系统包括共焦抛物面的主反射镜(83)和次反射镜(84)；

发射激光经收发隔离装置(81)反射至次反射镜(84)，所述次反射镜(84)将光路汇聚反射至主反射镜(83)，由主反射镜(83)将照明光束发出；

目标散射光经主反射镜(83)反射至次反射镜(84)后，由次反射镜(84)反射并透射收发隔离装置(81)后射入长短焦成像物镜组(82)，经长短焦成像物镜组(82)后进入第一探测器(4)或第二探测器(6)。

3.根据权利要求2所述的双波段交会式主动照明距离选通成像系统，其特征在于：所述第一探测器(4)、第二探测器(6)为光电传感器、热成像器、激光雷达、激光测距机或偏振相机。

4.根据权利要求3所述的双波段交会式主动照明距离选通成像系统，其特征在于：所述第一探测器(4)、第二探测器(6)为EBCCD。

5.根据权利要求1至4任一所述的双波段交会式主动照明距离选通成像系统，其特征在于：所述第一激光器(1)、第二激光器(2)为脉冲激光器或连续激光器。

6.一种基于权利要求1至5任一所述双波段交会式主动照明距离选通成像系统的成像方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)第一激光器发出激光射向预成像目标，同时第一经纬仪单元通过地面交互管理系统向第二经纬仪单元发出一个控制信号，使得第二经纬仪单元的选通门关闭，在经过延迟时间后，第一经纬仪单元再次通过地面交互管理系统给第二经纬仪单元发出一个触发信号，使得第二经纬仪单元的选通门打开一段时间，允许第一激光器的发射激光照射到目标形成的漫反射光进入第二经纬仪单元的第二探测器，使第二经纬仪单元获得目标二维强度像；

2)第二激光器发出激光射向预成像目标，同时第二经纬仪单元通过地面交互管理系统向第一经纬仪单元发出一个控制信号，使得第一经纬仪单元的选通门关闭，在经过延迟时间后，第二经纬仪单元再次通过地面交互管理系统给第一经纬仪单元发出一个触发信号，使得第一经纬仪单元的选通门打开一段时间，允许第二激光器的发射激光照射到目标形成的漫反射光进入第一经纬仪单元的第一探测器，使第一经纬仪单元获得目标二维强度像。

7.一种基于权利要求1至5任一所述双波段交会式主动照明距离选通成像系统的激光指向方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)获取被测目标包含经度、纬度、高度的地理位置点(λ_p,L_p,h_p)，同时获取经纬仪包含经度、纬度、高度的地理位置点(λ_T，L_T，h_T)，将上述两个地理位置点转换到空间坐标系下，得到经纬仪的空间坐标位置为(x_p,y_p,z_p)、待测目标的空间坐标位置为(x_T,y_T,z_T)；

2)在空间坐标系下求取经纬仪单位视线矢量D；

其中，为待测目标与经纬仪的绝对距离；

3)将经纬仪单位视线矢量D表示到导航坐标系下得到D_N，将导航坐标系下的指向矢量D_N转换到车体坐标系下；

其中，θ、P、R分别为经纬仪载车的方位角、俯仰角、横滚角；

4)计算在车体坐标系中的视线矢量；

其中，N₀为初始视线矢量；

5)令D_P＝N，可反解出经纬仪的方位角A、俯仰角E，即可得到激光器的指向。