[发明专利]飞行时间原理的调制型漫反射表面反射成像方法与系统

权利要求书

1.一种飞行时间原理的调制型漫反射表面反射成像方法，其特征在于，包括如下步骤：

1）激光器发出的激光经过未加载相位的空间光调制器，再经过漫反射体表面反射到待测物体上，待测物体的反射光经过漫反射体表面再次反射后由数字处理器控制探测器接收，获得未加载相位的三维图像；

2）激光器发出的激光经过加载相位的空间光调制器调制，再经过漫反射体表面反射到待测物体上，待测物体的反射光经过漫反射体表面再次反射后由数字处理器控制探测器接收，获得加载相位的三维图像；

3）将步骤2）得到的加载相位的三维图像与步骤1）得到的未加载相位的三维图像相减，拟合出等高线图的椭圆分布情况；

4）重复步骤2）～步骤3），使得探测器接收2～10⁶次不同光子飞行时间下的加载相位的三维图像后分别拟合等高线图的椭圆分布情况，得出各个方向光束最集中的空间光调制器相位分布；

5）根据步骤4）得到的空间光调制器相位分布用激光器依次从各个方向扫描待测物体，并用探测器记录各个方向下的最终三维图像；

6）由步骤5）得到各个方向的最终三维图像利用光飞行时间方程反演出待测物体的成像。

2.根据权利要求1所述的一种飞行时间原理的调制型漫反射表面反射成像方法，其特征在于：所述的光飞行时间方程为如下公式：

t=2s/c

其中，s为从激光器发出的激光经空间光调制器和漫反射体到待测物体的光路距离，c为光速，t为飞行时间。

3.根据权利要求1所述的一种飞行时间原理的调制型漫反射表面反射成像方法，其特征在于：所述的步骤4）中的2～10⁶次不同光子飞行时间下的加载相位的三维图像按照顺序相位等值相加。

4.根据权利要求1所述的一种飞行时间原理的调制型漫反射表面反射成像方法，其特征在于：所述的漫反射体为墙壁、人造塑料板、沙土堆、岩石、地面、山体、云层或植被，所述的数字处理器为个人计算机、DSP或者嵌入式处理器。

5.用于实施权利要求1所述方法的一种飞行时间原理的调制型漫反射表面反射成像系统，包括空间光调制器（2）、数字处理器（4）、漫反射体（7）和三维激光雷达系统（8），其特征在于：三维激光雷达系统（8）包括激光器（1）和探测器（3），数字处理器（4）分别与空间光调制器（2）、激光器（1）、探测器（3）连接，三维激光雷达系统（8）中的激光器（1）与空间光调制器（2）连接，三维激光雷达系统（8）与待测物体（6）之间设有障碍物（5），激光器（1）经空间光调制器（2）调制后的输出光经漫反射体（7）照射到待测物体（6）上，待测物体（6）的反射光经漫反射体（7）被探测器（3）接收。

6.根据权利要求5所述的一种飞行时间原理的调制型漫反射表面反射成像系统，其特征在于：所述的三维激光雷达系统（8）中的激光器（1）为能发出脉冲光的激光器，所述的探测器（3）为能探测1~10³光子/像素的探测器。

7.根据权利要求5所述的一种飞行时间原理的调制型漫反射表面反射成像系统，其特征在于：所述的数字处理器（4）为个人计算机、DSP或者嵌入式处理器。

8.根据权利要求5所述的一种飞行时间原理的调制型漫反射表面反射成像系统，其特征在于：所述空间光调制器（2）由数字处理器（4）控制对激光器（1）发出的激光附加相位。

9.根据权利要求5所述的一种飞行时间原理的调制型漫反射表面反射成像系统，其特征在于：所述的障碍物（5）为不透光物体。

10.根据权利要求5所述的一种飞行时间原理的调制型漫反射表面反射成像系统，其特征在于：所述的漫反射体（7）为墙壁、人造塑料板、沙土堆、岩石、地面、山体、云层或植被。