[发明专利]一种自适应距离选通水下激光成像仪及其成像方法

权利要求书

1.一种自适应距离选通水下激光成像仪，其特征在于，包括：

发光单元，包括依次通过光信号连接的激光器、第一比例分束器、发射模块；

采光单元，包括依次通过光信号连接的接收模块和第二比例分束器；

光电探测器，用于接收所述第一比例分束器发送的光信号并记录该光信号的发送时刻t₀；

单光子探测器，用于响应所述第二比例分束器发送的回波信号并记录该回波信号的响应时刻t₁；

增强电荷耦合器件，用于接收所述第二比例分束器发送的回波信号并形成待测目标图像；

控制模块，其与所述激光器、光电探测器、单光子探测器和增强电荷耦合器件均电连接，用于传输控制信号；

其中，所述响应时刻t₁为所述增强电荷耦合器件的门控开启时刻。

2.根据权利要求1所述的水下激光成像仪，其特征在于，所述控制模块引入电路传输的时间延迟t₂以及所述增强电荷耦合器件的时间延迟t₃用于计算所述增强电荷耦合器件的门控开启时刻t₁’，其计算公式为：t₁’＝t₁-t₂-t₃。

3.根据权利要求1所述的水下激光成像仪，其特征在于，所述第一比例分束器的分光比例为1：99；所述光电探测器接收所述第一比例分束器分出的1％的脉冲激光并产生电脉冲信号；所述发射模块接收所述第一比例分束器分出的99％的脉冲激光并照射待测目标。

4.根据权利要求1所述的水下激光成像仪，其特征在于，所述第二比例分束器的分光比例为5：95；所述单光子探测器接收所述第二比例分束器分出的5％的回波信号；所述增强电荷耦合器件接收所述第二比例分束器分出的95％的回波信号并形成待测目标图像。

5.根据权利要求1所述的水下激光成像仪，其特征在于，所述控制模块用于计算所述激光成像仪与所述待测目标的距离r，其计算公式为：

其中，c为光速。

6.根据权利要求1所述的水下激光成像仪，其特征在于，所述激光器发出的脉冲激光的宽度为所述增强电荷耦合器件的门控开启时间段。

7.根据权利要求1所述的水下激光成像仪，其特征在于，在控制模块未确定待测目标距离时，所述增强电荷耦合器件不进行待测目标的成像。

8.根据权利要求2-7任一项所述的水下激光成像仪的成像方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、根据一次脉冲激光的发射周期确定待测目标与激光成像仪的距离r；

S2、所述控制模块确定所述增强电荷耦合器件的门控开启时刻t₁’；

S3、在下一次脉冲激光的发射周期内，所述控制模块根据步骤S2中的门控开启时刻t₁’向所述增强电荷耦合器件发送门控开启命令后，所述增强电荷耦合器件进行待测目标的成像；

S4、所述控制模块根据脉冲激光的宽度向所述增强电荷耦合器件发送门控关闭命令后，所述增强电荷耦合器件完成待测目标的成像。