基于伪随机序列的分时隙激光TOF阵列测距成像系统

本发明基于伪随机序列的分时隙激光tof阵列测距成像系统属于激光阵列测距成像探测。

背景技术：

1、激光测距成像技术是激光探测的一项重要技术，在目标识别、跟踪与空间探测等领域有广泛应用。激光测距系统在对目标测距进行成像时，不同的激光类型、频率对于测距探测到的距离信息、目标的细节信息侧重点不同。使用单一波形的激光对目标进行测距，会导致无法同时兼顾成像质量与成像距离，这些影响在复杂的探测环境中更为明显，使得传统的激光测距成像系统难以获得目标的高质量距离像。

2、连续波激光在激光测距成像领域是最常用的波形，但是在较远的距离则会受到自然光等因素的干扰，从而使得测到的距离较短，因此具有一定的局限性；伪随机序列脉冲激光在测距方面抗干扰性比较好，但是对于被测目标物的一些具体细节信息可能采集的较少，使得成像的分辨率较低。

技术实现思路

1、为解决背景技术存在的不足，本发明提供了一种基于伪随机序列的分时隙激光tof阵列测距成像系统，该系统能够利用可调激光光源控制器活调节两种不同波形激光光束时隙信号的占比，结合tof测距原理的精密性和可靠性，提升激光阵列测距成像技术成像质量。

2、本发明的目的是这样实现的：

3、基于伪随机序列的分时隙激光tof阵列测距成像系统，包括半导体激光器、可调激光光源控制器、激光接收会聚镜头、apd光强探测器、距离解算与成像系统和计算机；

4、所述半导体激光器：用于向目标发射不同波形或/和不同频率的激光，并在时隙上匹配不同目标，形成一束复合激光光束；

5、所述可调激光光源控制器：用于控制所述半导体激光器发出不同波形或/和不同频率的激光；

6、所述激光接收会聚镜头：用于会聚经所述目标反射的复合激光光束到所述apd光强探测器的有效感应接收区域；

7、所述apd光强探测器：用于采集经所述激光接收会聚镜头会聚后的光束强度信息；

8、所述距离解算与成像系统：用于解算所述apd光强探测器探测到的光束强度信息，并转化为阵列测距的距离像；

9、所述计算机：一端与所述可调激光光源控制器连接，另一端与所述距离解算与成像系统连接。

10、上述基于伪随机序列的分时隙激光tof阵列测距成像系统，所述半导体激光器发射出两种不同波形的激光光束；连续波的工作波长为1550nm或1064nm、伪随机序列脉冲激光的序列长度在64-128之间。

11、根据半导体激光器到目标的距离不同，调节两种不同波形激光光束时隙信号的占比；

12、或/和

13、根据成像细节的需求不同，调节两种不同波形激光光束时隙信号的占比。

14、上述基于伪随机序列的分时隙激光tof阵列测距成像系统，所述距离解算与成像系统利用tof原理进行测距。

15、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

16、第一、利用不同波形及频率的激光光束测距的特点对目标进行照射，通过可调激光光源控制器控制半导体激光器产生不同波形的复合激光光束，利用伪随机序列的强自相关性以及弱互相关性，最大限度解算出对应设备发出的激光信号，同时排除其他无关信号，达到抗干扰的目的。

17、第二、针对不同距离的目标，灵活调节激光信号的不同时隙信号的占比，或者调制出更多波形的激光信号，达到适应更多应用场景的目的；相比于目前采用的单一激光波形进行测距的方法，本发明能够灵活调节工作模式，充分利用多种激光波形各自的测距成像优势，如果与图像优化算法结合，有利于进一步提升重构图像的信噪比和清晰度，实现高分辨率、远距离阵列激光测距成像。

技术特征：

1.基于伪随机序列的分时隙激光tof阵列测距成像系统，其特征在于：包括半导体激光器(1)、可调激光光源控制器(2)、激光接收会聚镜头(3)、apd光强探测器(4)、距离解算与成像系统(5)和计算机(6)；

2.根据权利要求1所述的基于伪随机序列的分时隙激光tof阵列测距成像系统，其特征在于：所述半导体激光器(1)发射出两种不同波形的激光光束；连续波的工作波长为1550nm或1064nm、伪随机序列脉冲激光的序列长度在64-128之间。

3.根据权利要求2所述的基于伪随机序列的分时隙激光tof阵列测距成像系统，其特征在于：

4.根据权利要求1所述的基于伪随机序列的分时隙激光tof阵列测距成像系统，其特征在于：所述距离解算与成像系统(5)利用tof原理进行测距。

技术总结本发明基于伪随机序列的分时隙激光TOF阵列测距成像系统属于激光阵列测距成像探测技术领域；所述系统包括半导体激光器、可调激光光源控制器、激光接收会聚镜头、APD光强探测器、距离解算与成像系统和计算机；半导体激光器产生不同波形的复合激光光束，利用伪随机序列的强自相关性以及弱互相关性，最大限度解算出对应设备发出的激光信号，同时排除其他无关信号，达到抗干扰的目的；灵活调节激光信号的不同时隙信号的占比，或者调制出更多波形的激光信号，充分利用多种激光波形各自的测距成像优势，达到对不同距离目标成像的目的，若与图像优化算法结合，有利于进一步提升重构图像的信噪比和清晰度，实现高分辨率、远距离阵列激光测距成像。技术研发人员：刘建龙,范英杰,蒋鹏飞,王旭,田凤军,张勇受保护的技术使用者：哈尔滨工程大学技术研发日：技术公布日：2024/11/4