一種貓眼目標(biāo)探測的主被動(dòng)成像系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種貓眼目標(biāo)探測的主被動(dòng)成像系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括脈沖激光器、發(fā)射光學(xué)系統(tǒng)、光學(xué)鏡頭、CCD探測器、視頻處理系統(tǒng)、控制與延遲電路。CCD探測器通過光學(xué)鏡頭對目標(biāo)區(qū)域進(jìn)行圖像采集，然后傳輸給視頻處理系統(tǒng)，視頻處理系統(tǒng)每檢測到連續(xù)兩幀圖像傳輸完畢，產(chǎn)生一個(gè)觸發(fā)信號(hào)并發(fā)送至控制與延時(shí)電路，控制與延時(shí)電路接收到觸發(fā)信號(hào)立刻產(chǎn)生一個(gè)有效寬度等于所述CCD探測器的采集周期的電脈沖信號(hào)，并傳輸至脈沖激光器，脈沖激光器根據(jù)電脈沖信號(hào)產(chǎn)生激光脈沖信號(hào)通過發(fā)射光學(xué)系統(tǒng)向待測目標(biāo)發(fā)射激光束，使用本發(fā)明能夠令產(chǎn)生的激光脈沖自適應(yīng)跟蹤探測器采集幀頻的變化，從而提高主動(dòng)成像質(zhì)量，進(jìn)而提高主被動(dòng)圖像的匹配率。
【專利說明】一種貓眼目標(biāo)探測的主被動(dòng)成像系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及激光主被動(dòng)成像技術(shù)，屬于激光成像【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種貓眼目標(biāo)探測的主被動(dòng)成像系統(tǒng)，來對貓眼目標(biāo)進(jìn)行主被動(dòng)成像。
【背景技術(shù)】
[0002]在絕大多數(shù)光電裝備中，都是通過一定口徑的光學(xué)系統(tǒng)將目標(biāo)的輻射、散射信號(hào)匯聚到一個(gè)高靈敏度的光電傳感器上，當(dāng)激光束照射到光學(xué)目標(biāo)窗口并進(jìn)入光學(xué)系統(tǒng)視場時(shí)，根據(jù)光路的可逆性，光學(xué)系統(tǒng)會(huì)將一部分激光信號(hào)原光路反射回去，這種反射光被光學(xué)系統(tǒng)準(zhǔn)直后會(huì)非常明亮。而且，不論入射光以何種角度進(jìn)入光學(xué)系統(tǒng)，只要能夠到達(dá)傳感器上，其反射光就會(huì)原路返回，這就是光學(xué)目標(biāo)的“貓眼”效應(yīng)，具有“貓眼”效應(yīng)的目標(biāo)被稱為貓眼目標(biāo)。
[0003]激光主動(dòng)探測系統(tǒng)能夠?qū)Α柏堁邸毙?yīng)實(shí)現(xiàn)早期預(yù)警，從而得到了人們的廣泛關(guān)注。在激光主動(dòng)探測系統(tǒng)中，激光光源是重要組成部分，可分為連續(xù)激光和脈沖激光兩種。目前大多數(shù)貓眼目標(biāo)的識(shí)別都是采用連續(xù)激光作為光源，對目標(biāo)區(qū)域進(jìn)行主動(dòng)成像，連續(xù)采集目標(biāo)區(qū)域信息，然后利用目標(biāo)灰度及形狀特征的方法成像，但是當(dāng)背景較復(fù)雜時(shí)，連續(xù)采集的目標(biāo)信息無法排除背景波動(dòng)造成的干擾。
[0004]而現(xiàn)有的脈沖激光作為光源的探測系統(tǒng)，其采用脈沖激光照射貓眼目標(biāo)，從而實(shí)現(xiàn)主被動(dòng)成像，探測器獲取主動(dòng)圖像和被動(dòng)圖像后進(jìn)行匹配，從而消除背景的干擾，能夠在很大程度上提高成像質(zhì)量，增強(qiáng)目標(biāo)識(shí)別度，降低虛警率。
[0005]然而，現(xiàn)有的探測系統(tǒng)采用固定重復(fù)頻率的脈沖激光作為光源，產(chǎn)生固定頻率變化的主被動(dòng)圖像，由探測器采集，但是當(dāng)脈沖寬度太寬或太窄時(shí)，會(huì)產(chǎn)生連續(xù)采集的兩幅圖像均為主動(dòng)圖像或被動(dòng)圖像的問題，而探測器本身也可能存在穩(wěn)定性問題，使得不能按照其本身的幀頻進(jìn)行圖像采集，當(dāng)幀頻波動(dòng)時(shí)，會(huì)產(chǎn)生采集半幅主動(dòng)圖像或半幅被動(dòng)圖像的情況，使得成像質(zhì)量較差，匹配率低，從而導(dǎo)致探測系統(tǒng)目標(biāo)識(shí)別不清，虛警率高的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]有鑒于此，本發(fā)明提供了一種貓眼目標(biāo)探測的主被動(dòng)成像系統(tǒng)，能夠令產(chǎn)生的激光脈沖自適應(yīng)跟蹤探測器采集幀頻的變化，從而提高主動(dòng)成像質(zhì)量，進(jìn)而提高主被動(dòng)圖像的匹配率。
[0007]該方案是這樣實(shí)現(xiàn)的:
[0008]—種貓眼目標(biāo)探測的主被動(dòng)成像系統(tǒng)，包括脈沖激光器、發(fā)射光學(xué)系統(tǒng)、光學(xué)鏡頭、CCD探測器、視頻處理系統(tǒng)、控制與延遲電路；
[0009]所述CXD探測器通過光學(xué)鏡頭，對目標(biāo)區(qū)域進(jìn)行圖像采集，然后傳輸給視頻處理系統(tǒng)；
[0010]所述視頻處理系統(tǒng)，用于每檢測到連續(xù)兩幀圖像傳輸完畢，產(chǎn)生一個(gè)觸發(fā)信號(hào)，發(fā)送至控制與延時(shí)電路；[0011]所述控制與延時(shí)電路，用于在接收到觸發(fā)信號(hào)時(shí)，立刻產(chǎn)生一個(gè)電脈沖信號(hào)，該電脈沖信號(hào)的有效寬度等于所述CCD探測器的采集周期，電脈沖信號(hào)傳輸至脈沖激光器；
[0012]所述脈沖激光器根據(jù)所述電脈沖信號(hào)產(chǎn)生激光脈沖信號(hào)通過發(fā)射光學(xué)系統(tǒng)向目標(biāo)區(qū)域發(fā)射激光束。
[0013]較佳地，所述視頻處理系統(tǒng)檢測圖像傳輸完畢通過檢測奇偶場的變化來判定。
[0014]有益效果:
[0015](I)本發(fā)明在獲得連續(xù)兩幀圖像傳輸完畢時(shí)產(chǎn)生觸發(fā)信號(hào)，該觸發(fā)信號(hào)用于控制激光脈沖信號(hào)的產(chǎn)生時(shí)刻，這樣能夠令產(chǎn)生的激光脈沖自適應(yīng)跟蹤探測器采集幀頻的變化，避免了當(dāng)幀頻波動(dòng)時(shí)，采集半幅主動(dòng)圖像或半幅被動(dòng)圖像的情況，電脈沖信號(hào)的有效寬度等于所述CCD探測器的采集周期，避免了連續(xù)采集的兩幅圖像均為主動(dòng)圖像或被動(dòng)圖像的情況，使得主被動(dòng)交替成像與采集幀頻的嚴(yán)格匹配，提高了成像質(zhì)量。
[0016](2)本發(fā)明一較佳實(shí)施例通過檢測到的奇偶場變化來判定圖像傳輸完畢，能夠更準(zhǔn)確的確定圖像傳輸完畢時(shí)刻，從而保證了信號(hào)觸發(fā)時(shí)刻的準(zhǔn)確性，進(jìn)一步保證了主被動(dòng)交替成像與采集幀頻的嚴(yán)格匹配。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1為貓眼目標(biāo)探測的主被動(dòng)成像系統(tǒng)示意圖。
[0018]其中，1-目標(biāo)區(qū)域，2-發(fā)射光學(xué)系統(tǒng)，3-脈沖激光器，4-延遲電路；5-控制電路；6-視頻處理系統(tǒng)；7-(XD探測器；8_光學(xué)鏡頭。
【具體實(shí)施方式】
[0019]下面結(jié)合附圖并舉實(shí)施例，對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述。
[0020]本發(fā)明提供了一種貓眼目標(biāo)探測的主被動(dòng)成像系統(tǒng)，如圖1所示，該系統(tǒng)包括發(fā)射光學(xué)系統(tǒng)2、脈沖激光器3、光學(xué)鏡頭8、CXD探測器7、視頻處理系統(tǒng)6、控制及延遲電路。在實(shí)現(xiàn)中，控制及延遲電路可以具體分為控制電路5和延遲電路4。
[0021]CXD探測器7通過光學(xué)鏡頭8，對目標(biāo)區(qū)域I進(jìn)行圖像采集，然后發(fā)送給視頻處理系統(tǒng)6。
[0022]視頻處理系統(tǒng)6，用于每檢測到兩幀圖像傳輸完畢，產(chǎn)生一個(gè)觸發(fā)信號(hào)，發(fā)送至控制與延時(shí)電路。圖像在傳輸時(shí)分為奇場和偶場，采用相應(yīng)的解碼芯片可以根據(jù)信號(hào)獲取奇偶場變化，該變化能夠準(zhǔn)確的表征圖像的傳輸狀態(tài)，例如，對于CCD先傳輸奇場后傳輸偶場圖像時(shí)，當(dāng)偶場變奇場時(shí)，則判定該幅圖像傳輸完畢，對于CCD先傳輸偶場后傳輸奇場的圖像時(shí)，當(dāng)奇場變偶場時(shí)，則判定該幅圖像傳輸完畢。
[0023]控制與延時(shí)電路，用于在接收到觸發(fā)信號(hào)時(shí)，立刻產(chǎn)生一個(gè)電脈沖信號(hào)，該電脈沖信號(hào)的有效寬度等于CCD探測器的采集周期，電脈沖信號(hào)傳輸至脈沖激光器；所述采集周期為CCD探測器傳輸一幀圖像所用時(shí)間，對于同一制式信號(hào)，此為固定值，例如CCD探測器傳輸PAL制式信號(hào)時(shí)，其采集周期為40毫秒。
[0024]在本實(shí)施例中，控制與延時(shí)電路具體分為控制電路5和延遲電路4。其中當(dāng)視頻處理系統(tǒng)確定連續(xù)兩幀圖像傳輸完畢時(shí)，產(chǎn)生一個(gè)高電平作為觸發(fā)信號(hào)發(fā)送給控制電路5，控制電路5控制延遲電路4開始產(chǎn)生高電平信號(hào)，該高電平信號(hào)的維持時(shí)間為CCD探測器的采集周期，維持時(shí)間到達(dá)后，降為低電平，從而產(chǎn)生了電脈沖信號(hào)。該電脈沖信號(hào)用于驅(qū)動(dòng)脈沖激光器3。
[0025]脈沖激光器根據(jù)所述電脈沖信號(hào)產(chǎn)生激光脈沖信號(hào)通過發(fā)射光學(xué)系統(tǒng)向目標(biāo)區(qū)域發(fā)射激光束。
[0026]該基于貓眼目標(biāo)探測的主被動(dòng)成像系統(tǒng)的工作流程如下:
[0027](I)接通電源，使得CXD探測器7工作在正常狀態(tài)下，CXD探測器7通過光學(xué)鏡頭8，對目標(biāo)區(qū)域I進(jìn)行圖像采集，同時(shí)輸出PAL或NTSC制式信號(hào)發(fā)送給視頻處理系統(tǒng)6 ；
[0028](2)視頻處理系統(tǒng)6中的解碼芯片對CXD探測器7輸出的PAL或NTSC制式信號(hào)進(jìn)行讀取分析，準(zhǔn)確測出信號(hào)的奇偶場變化，每檢測到連續(xù)兩次奇偶場的變化，則認(rèn)為連續(xù)兩幀圖像傳輸完畢，并產(chǎn)生觸發(fā)信號(hào)，發(fā)送至控制電路5 ;
[0029](3)控制電路5接收到觸發(fā)信號(hào)后，控制延遲電路4開始產(chǎn)生高電平信號(hào)，該高電平信號(hào)維持CCD探測器的一個(gè)采集周期后，降為低電平，從而產(chǎn)生了電脈沖信號(hào)，該電脈沖信號(hào)驅(qū)動(dòng)脈沖激光器3產(chǎn)生激光脈沖信號(hào)，通過發(fā)射光學(xué)系統(tǒng)2向目標(biāo)區(qū)域發(fā)射激光束；
[0030](4)激光輸出脈沖激光后，CXD持續(xù)正常工作，因而獲得目標(biāo)區(qū)域的主被動(dòng)圖像，如此往復(fù)，(XD便可以對目標(biāo)區(qū)域進(jìn)行主被動(dòng)交替成像。
[0031]綜上所述，以上僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非用于限定本發(fā)明的保護(hù)范圍。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種貓眼目標(biāo)探測的主被動(dòng)成像系統(tǒng)，其特征在于，包括脈沖激光器、發(fā)射光學(xué)系統(tǒng)、光學(xué)鏡頭、CCD探測器、視頻處理系統(tǒng)、控制與延遲電路； 所述CCD探測器通過光學(xué)鏡頭，對目標(biāo)區(qū)域進(jìn)行圖像采集，然后傳輸給視頻處理系統(tǒng)；所述視頻處理系統(tǒng)，用于每檢測到連續(xù)兩幀圖像傳輸完畢，產(chǎn)生一個(gè)觸發(fā)信號(hào)，發(fā)送至控制與延時(shí)電路； 所述控制與延時(shí)電路，用于在接收到觸發(fā)信號(hào)時(shí)，立刻產(chǎn)生一個(gè)電脈沖信號(hào)，該電脈沖信號(hào)的有效寬度等于所述CCD探測器的采集周期，電脈沖信號(hào)傳輸至脈沖激光器； 所述脈沖激光器根據(jù)所述電脈沖信號(hào)產(chǎn)生激光脈沖信號(hào)通過發(fā)射光學(xué)系統(tǒng)向目標(biāo)區(qū)域發(fā)射激光束。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種貓眼目標(biāo)探測的主被動(dòng)成像系統(tǒng)，其特征在于，所述的視頻處理系統(tǒng)檢測圖像傳輸完畢通過檢測圖像的奇偶場的變化來判定。
【文檔編號(hào)】G01S17/89GK103592651SQ201310593748
【公開日】2014年2月19日 申請日期:2013年11月21日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月21日
【發(fā)明者】張海洋, 鄭征, 趙長明, 楊蘇輝, 時(shí)光 申請人:北京理工大學(xué)