[发明专利]一种基于单光子探测的绕角定位与追踪系统及方法

摘要

本发明涉及一种基于单光子探测的绕角定位与追踪系统及方法。该系统包括激光发射器、扫描振镜系统、中介反射面、微透镜组、SPAD阵列探测器、时间相关光子计数器以及数据处理单元；激光发射器发射激光至中介反射面，中介反射面散射的激光照亮被隐藏目标，经隐藏目标反射后再次入射至中介反射面，SPAD阵列探测器接收中介反射面返回的光信号并触发时间相关光子计数器，时间相关光子计数器统计光子飞行时间得到时间光子计数图，激光发射器和扫描振镜系统不断进行扫描照射得到多幅时间光子计数图，利用数据处理单元完成对目标的绕角定位与追踪。本发明适用于对视域之外的目标进行定位，并对其进行实时监控追踪。

主权项

1.一种基于单光子探测的绕角定位与追踪系统，其特征在于，包括激光发射器、扫描振镜系统、中介反射面、微透镜组、SPAD阵列探测器、时间相关光子计数器、数据处理单元；激光发射器发射的出射激光经过扫描振镜系统在中介反射面形成的第一漫反射光；隐藏目标位于第一漫反射光的光路上并对第一漫反射光部分进行二次反射形成第二漫反射光；第二漫反射光再次经过中介反射面的漫反射后形成第三漫反射光；微透镜组和SPAD阵列探测器均位于第三漫反射光的光路上；SPAD阵列探测器与时间相关光子计数器连接；时间相关光子计数器与数据处理单元连接；时间相关光子计数器对第三漫反射光中光子数的分布情况进行统计并确保在同一时间SPAD阵列探测器中所有探测器单元同时生成M幅光子数‑时间分布直方图；数据处理单元包括同步电路、存储单元、DSP处理器和显示器；同步电路用于保证激光发射器发射激光以及时间相关光子计数器开启计时同步进行；存储单元用于储存时间相关光子计数器发送来的光子数的分布情况进行统计和分析结果；DSP处理器用于对光子数的分布情况进行统计和分析结果进行定位和追踪处理；显示器用于将DSP处理器的处理结果转换成隐藏目标的随时间变化的位置点显示出来。