[发明专利]一种连续波相位测量式单像素三维成像系统及方法

权利要求书

1.一种连续波相位测量式单像素三维成像方法，其特征在于，该方法为：

步骤一、对光源产生的连续光进行正弦调制，使正弦调制后的光入射至光场调制器(3)上；

所述光场调制器(3)在计算机(10)产生的随机矩阵的控制下产生随机图样，进而产生随机光场，该光场用于对目标进行照明；

采用单元探测器(2)探测目标返回的光波；

对正弦调制信号和单元探测器(2)输出的探测信号进行混频，对混频后的信号进行积分，得到积分值；

计算机(10)每改变一次随机矩阵，便得到一个积分值；

多个随机矩阵构成随机散斑序列，多个积分值构成积分值序列；

将随机散斑序列与积分值序列进行相关运算或压缩感知运算，得到二维图像；

对于每个像素，假定：

发射信号为：

P_T＝P₀[1+msin(ωt)]

接收信号为：

P_R＝P₁[1+msin(ωt+φ)]

混频后为：

对多个整数周期的混频信号积分平均后的输出值为：

所述二维图像中每个像素的强度公式为：

其中A为强度，P₀为发射信号即连续信号源(6)产生的正弦信号的幅值，P₁为探测信号即单元探测器(2)的输出信号的幅值，m为调制深度，φ为探测信号的相位；A可以根据二维图像获得，A、P₀和m为已知，P₁和φ为未知，

步骤二、将正弦调制信号进行不同的相位延迟，重复步骤一，得到多个强度公式，求解多个强度公式构成的方程组，得到每个像素的φ值；

步骤三、利用公式计算每个像素的距离，其中R为所述距离，c为光速，f为正弦调制信号的频率，根据所有像素的距离数据得到三维图像。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，随机矩阵中每个元素的取值为0或1。