[发明专利]基于激光扫描成像的海面搜索照明成像装置

说明书

基于激光扫描成像的海面搜索照明成像装置，属于海洋探测技术领域，本发明为解决现有海面搜寻设备在海面能见度较低时难以满足实际需求的问题。本发明包括光收发单元、二维扫描转台和控制显示单元；光收发单元采用二维扫描摆镜对搜索目标进行小于等于10°角度范围的激光扫描成像和测距；二维扫描转台承载光收发单元，使光收发单元对搜索目标进行大于10°角度范围的激光扫描成像和测距；控制显示单元采集光收发单元采集的每个点的成像和测距数据，将每个点的成像组成图像帧后进行实时显示，根据每个点的测距数据输出搜索目标的三维位置。本发明用于海面搜索。

技术领域

本发明涉及一种海面搜索照明成像装置，属于海洋探测技术领域。

背景技术

随着经济和社会的发展，海洋变得越来越重要，海上的人类活动也越来越多。海洋活动有三大主题，分别是海洋科学研究、海洋探测和海洋资源开发。无论是哪类海洋活动，都离不开对海面目标的搜寻。

在海面雾气较大时，对于找寻和观察海面上的目标非常地困难。海面搜寻设备一般前端安装探照灯，用来照明以协助搜索。由于LED探照灯光束比较发散，导致目标物体返回的光能量不够强，造成海面搜索和成像系统工作距离比较近。传统LED照明方案成像距离在海面雾气较大时通常不足100米，难以满足实际应用需求。

发明内容

本发明目的是为了解决现有海面搜寻设备在海面能见度较低时难以满足实际需求的问题，提供了一种基于激光扫描成像的海面搜索照明成像装置。

本发明所述基于激光扫描成像的海面搜索照明成像装置，它包括光收发单元、二维扫描转台和控制显示单元；

光收发单元采用二维扫描摆镜对搜索目标进行小于等于10°角度范围的激光扫描成像和测距；

二维扫描转台承载光收发单元，使光收发单元对搜索目标进行大于10°角度范围的激光扫描成像和测距；

控制显示单元采集光收发单元采集的每个点的成像和测距数据，将每个点的成像组成图像帧后进行实时显示，根据每个点的测距数据输出搜索目标的三维位置。

优选的，光收发单元包括激光器、准直光路、反射镜、分束镜、收发天线、二维扫描摆镜、光学窗口、聚焦光路和探测器；

激光器发出的激光经过准直光路形成平行光，该平行光入射至反射镜进行反射，反射光经过分束镜分束，折射光入射至收发天线，经过收发天线发射出的光经过二维扫描摆镜形成区域覆盖光束的出射光，该出射光通过光学窗口透射发出；

光学窗口发出的光入射至搜索目标，搜索目标的散射光经过光学窗口后入射至二维扫描摆镜，该散射光经过二维扫描摆镜扫描后返回至收发天线，收发天线发射出的返回光入射至分束镜，分束镜分束后的光经过聚焦光路形成点的成像，并将形成的点成像发送至探测器。

优选的，二维扫描转台包括经纬仪转台、光纤陀螺仪和上位机；

经纬仪转台根据上位机的控制进行不同方位的俯仰角度扫描；

光纤陀螺仪在经纬仪转台位于不同角度的扫描过程中测量当前瞄准状态下经纬仪转台的惯性空间角度姿态，并将测量结果实时上传至上位机；

上位机根据光纤陀螺仪的实时测量数据和经纬仪转台当前的瞄准角位置，获取搜索目标的空间角位置信息。

优选的，控制显示单元包括数据处理电路和数据显示器；

数据处理电路控制激光器的激光脉冲发射、二维扫描摆镜的扫描、探测器的数据接收和经纬仪转台在扫描过程中的大角度扫描；

数据显示器将探测器接收到的点成像组成图像帧后进行实时显示，同时显示当前时刻经纬仪转台的扫描角度、图像帧的空间方位和搜索目标的空间位置。

优选的，激光器发出670nm的激光。