[发明专利]一种基于计算关联成像目标速度像探测系统及方法

权利要求书

1.一种基于计算关联成像目标速度像探测方法，

其特征在于，该方法包括以下步骤：

S1、设置距离选通，并对运动中的待测目标进行切片处理；

S2、采用单点探测器对每个切片分别进行探测；

S3、将探测到的所有切片叠加生成当前目标位置的距离像；

S3生成距离像的过程为：

S3-1、目标在移动过程中，测量系统发射光束打在目标上进行测量，获取目标与测量系统的距离：

式中：R_p为目标在p位置时目标与测量系统的距离；

T_p为目标在p位置进行测量时，从向目标发射激光脉冲至接收到回波信号所需时间；

c为光速；

S3-2、任一位置都进行M次测量以获取带有距离信息的物体表面反射率分布；

第j个切片的物体表面反射率分布G_j(x,y)按下式获取：

式中，(x,y)表示目标的位置坐标；

j为切片序号；j＝1,2...

I_1i(x,y)表示第i次测量时DMD调制后的光场强度分布矩阵，i表示测量次数，i＝1,2,…,M；

I_2i(t_j)表示单点探测器第i次测量第j个切片时接收到的光场强度；

S3-3、根据步骤S3-2第j个切片的物体表面反射率分布获取该切片在p位置距离像L_p-j：

距离像L_p-j为n行m列矩阵，矩阵中r_p-j-11～r_p-j-nm为距离像矩阵元素，r_p-j-xy表示第j个切片在p位置距离像矩阵的(x,y)元素；

S3-4、将目标的所有切片距离像叠加获取目标的距离像；

S4、根据任意两个位置的某切片距离像、及两个位置之间的移动时间获取目标速度像。

2.根据权利要求1所述一种基于计算关联成像目标速度像探测方法，其特征在于，S1中距离选通为：根据单点探测器的采样频率确定激光器1的激光脉冲宽度。

3.根据权利要求1所述一种基于计算关联成像目标速度像探测方法，其特征在于，

步骤S4中获取速度像的过程为：

S4-1、根据目标在A、B任意两个位置的距离像获取差分图像ΔL

距离像L_p-j为n行m列距离像矩阵，矩阵中r_A-j-xy为第j个切片在A位置距离像矩阵的(x,y)元素，r_B-j-xy为第j个切片在B位置距离像矩阵的(x,y)元素；

S4-2、获取速度像v_img：

式中Δt为目标从A位置移动至B位置所需时间，

速度像v_img为n行m列速度像矩阵，矩阵中v_xy为矩阵的(x,y)元素。

4.一种基于计算关联成像目标速度像探测系统，该系统是应用权利要求1至3任一权利要求所述方法实现的，其特征在于，探测系统包括信号发生器(1)、激光器(2)、扩束准直模块(3)、DMD调制模块(4)、发射光学系统(5)、接收光学系统(7)、探测器(8)和处理器(10)，

信号发生器(1)控制激光器(2)产生脉冲激光信号，脉冲激光信号经扩束准直模块(3)扩束准直调整后形成的激光光斑打在DMD调制模块(4)的DMD面元上，

经过DMD调制模块(4)调制后的激光光斑由发射光学系统(5)准直照射至目标(6)，经过目标表面的反射，携带目标的信息的回波信号由接收光学系统(7)接收，并发射至探测器(8)的光敏面上，探测器(8)将光学信号转换为电信号后反馈至处理器(10)中；

处理器(10)根据DMD调制模块(4)输出的信息及探测器(8)反馈的信息获取目标的距离像及速度像。

5.根据权利要求4所述一种基于计算关联成像目标速度像探测系统，其特征在于，扩束准直模块(3)采用透镜组实现。