[发明专利]时间飞行与关联成像相结合的高分辨快速成像系统及方法

摘要

本发明公开的时间飞行与关联成像相结合的高分辨快速成像系统及方法，属于光学成像技术领域本发明的系统包括主控电路，离轴抛物反射镜、点探测器、DMD器件、MEMS反射镜、汇聚透镜、脉冲激光器。主控电路包括DMD控制模块、回波信号处理模块、MEMS反射镜驱动模块和激光器驱动模块。本发明公开的法，基于所述系统实现，包括如下步骤：在对视场高频扫描探测的基础上，对比是否出现感兴趣区域，并确定感兴趣区域位置。对感兴趣区域进行高分辨率成像，通过互相关运算得到目标的高分辨信息，至此，完成从高频扫描探测到高分辨成像的全过程。本发明结合TOF一维时域信息与关联成像优势，兼顾大视场探测与高分辨成像，实现时间飞行与关联成像相结合的高分辨快速成像。

主权项

1.时间飞行与关联成像相结合的高分辨快速成像系统，其特征在于：包括主控电路(1)，离轴抛物反射镜(2)、点探测器(3)、DMD器件(Digital mirror device)(4)、MEMS反射镜(5)、汇聚透镜(6)、脉冲激光器(7)；所述主控电路(8)包括DMD控制模块(9)、回波信号处理模块(10)、MEMS反射镜驱动模块(11)和激光器驱动模块(12)；激光器(7)收到主控电路(8)中的激光驱动信号，发射脉冲光束，经过汇聚透镜(6)、MEMS反射镜(5)照射至探测场景，MEMS反射镜(5)收到主控电路中的MEMS反射镜驱动模块(11)信号，使得脉冲光束对探测场景进行扫描；由探测场景反射或散射的脉冲光束经过离轴抛物反射镜(2)、DMD器件(4)照射至点探测器(3)，DMD器件(4)有待机与工作两种工作模式，即对应高频扫描探测的待机模式与高分辨成像的工作模式；DMD器件(4)在待机模式下DMD器件等效为常规反射镜，主控电路(1)中回波信号处理模块将不断接收到点探测器(3)的一维回波信号；在完成对视场扫描探测的基础上，通过对比是否出现感兴趣区域，确定感兴趣区域位置；在高分辨成像的工作模式下，按照物象关系调整汇聚透镜(6)的焦距，直至覆盖整个感兴趣区域，主控电路中DMD控制模块(9)控制DMD器件(4)随机调制回波，从而使脉冲激光器、汇聚透镜、MEMS反射镜、离轴抛物反射镜(2)、DMD器件(4)、点探测器(3)组成的光路具备关联成像中的参考臂条件，另一方面，由于点探测器接收到由感兴趣区域的回波与经过DMD器件(4)调制后的光强信息，通过主控电路中回波处理模块得到总光强，所述的总光强等效于关联成像中的探测臂探测到的总光强。