[发明专利]一种条纹管成像激光雷达强度像畸变的校正方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种条纹管成像激光雷达强度像畸变的校正方法，属于光电成像及图像处理技术领域。

背景技术

激光三维成像雷达是近些年国际上的研究热点，它是激光技术与雷达技术相结合的产物，在军事，航天等领域有着广阔的发展前景。基于条纹管的成像激光雷达是所有激光三维成像雷达系统中最有希望的一种。在基于条纹管的成像激光雷达系统中，获取目标的距离信息是整个系统的核心，也是整个成像任务的最终目的。条纹图像是提取目标距离信息的最重要的数据来源，条纹图像处理的好坏直接关系到后续的目标距离提取的精确度。在实际成像系统中，通常认为CCD捕获的荧光屏条纹强度图像即是反映了目标激光回波的强弱。然而，荧光屏的亮暗不但和加速电子束的密度有关，还和电子束的加速电压有关，不同时刻到来的电子束具有不同的加速电压，这样动态的条纹图像的相对强度信息便产生了一定的畸变，如果以此作为后续距离提取的图像数据，不但不能够真实的反应目标，更直接影响了后续的距离信息提取工作，使得距离信息提取建立在不准确的数据基础上。

发明内容

本发明的目的是为了解决已有技术中由于对强度像数据没有进行校正导致的距离信息的提取建立在不准确的数据基础上，提出一种条纹管成像激光雷达强度像畸变的校正方法，该方法对条纹强度图像加权处理，方法简便易行，特别适用于实时的条纹管三维成像激光雷达系统，保证了距离信息提取数据的精确。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的。

本发明的一种条纹管成像激光雷达强度像畸变的校正方法，其具体步骤为：

1)对目标的静态图像M_s采用最小二乘法进行静态基准线标定，获得单像素宽度的第i条静态标定线的纵坐标y_0i，静态标定线的所有纵坐标为y₀₁，y₀₂...y_0i...y_0m，其中i为1～m，m为条纹图像的条纹数；

2)对目标的动态图像M_d进行边界保持类平滑滤波，得到的图像记为M_d0；

3)根据获得的静态标定线的纵坐标y₀₁，y₀₂...y_0i...y_0m在滤波后的动态图像M_d0上对应的坐标上标定相应的直线，标定完成的待处理图像为M_d’；

4)根据要求测定目标距离远近的不同，设定条纹管的预设电压值V_p，条纹管的特征参数中条纹管荧光屏发光所需的最低电压值为V_d；

5)对一半透半反玻璃柱加扫描电压成像为一系列均匀距离的点并记录下该一系列点的电压值，对该一系列点种任意两点之间的电压值与距离值之间的比值求平均值得到的值记为r；

设x为当前条纹数据点在待处理图像M_d’中的横坐标，y_i为当前条纹数据点在待处理图像M_d’中的纵坐标，则当前条纹数据点对应的条纹管的扫描电压值为式(1)：

V＝Vp+(y_i-y_0i)r    (1)

6)设当前条纹数据点对应的条纹管荧光屏发光亮度为L_i，则L_i的计算公式为式(2)：

L_i＝Aj_i(V_i-V_d)ⁿ    (2)

式中V_i为当前条纹数据点对应的此时条纹管的加速电压值，A和n为与条纹管荧光屏介质相关的参数，j_i为当前条纹数据点对应的电子流密度；

7)如果在非偏转情况下，则当前条纹数据点落在静态标定线上，且记当前条纹数据点的条纹管荧光屏亮度为L_0i，则L_0i如(3)式所示：

L_0i＝Aj_i(V_p-V_d)ⁿ    (3)

8)由以上(1)(2)(3)式可得到当前条纹数据点在静态标定线上的条纹管荧光屏亮度值L_0i为式(4)，且假设n＝1：