[发明专利]一种基于散射光重构的光学成像方法

说明书

技术领域

本发明涉及光学成像技术领域，尤其涉及一种基于散射光重构的光学成像方法。

背景技术

在城市街道环境或建筑物内，人的视域受限于墙壁或其它建筑物等遮挡，传统的成像技术和设备难以实现对视域之外的目标场景成像，如果能够绕过拐角或障碍物的遮挡对目标物进行成像，实现视域外的目标定位，则能减少诸如现代城镇巷战的人员伤亡，提升部队的战场感知能力和作战效率。为此国外已针对性地开发出多种特种装备，如穿墙雷达是利用超宽带雷达波穿透力强的特性实现穿墙探测的技术，雷达波经目标反射再次穿过墙体后由接收天线接收，该系统还利用低速移动物体的微多普勒特征，探测出目标的生命体征，对墙后处于原地静止、原地体动、切向运动及径向运动等状态的人体目标都具有很好的探测能力，但该技术的不足之处是目标信息仅能以光点的形式出现在显示屏上，无法反应出目标的外形尺寸、形状及目标性质等细节信息。

非视域目标激光成像已成为公安、反恐、军事侦查领域的关注方向，墙壁、建筑拐角的遮挡使我们无法看到目标，也无法用传统的成像方法探测到目标，因此迫切需要发展新的探测技术来对非视域场景进行探测。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于散射光重构的光学成像方法，该成像方法相比主动探测非视域成像方式，具有体积小、便携和成本低的优点。

一种基于散射光重构的光学成像方法，所述方法包括：

被观测目标的不同位置经过墙体漫反射；

漫反射后的反射光通过不同的路径依次经过共轭成像镜；

然后再穿过微孔，在面探测器上呈现所述被观测目标倒置的像，实现绕墙非视域成像；

其中，所述共轭成像镜、微孔和面探测器组成成像系统；

所述墙体为所述被观测目标和成像系统之间的漫反射信息转换载体；

所述被观测目标与所述成像系统之间被障碍物隔断，该障碍物为可见光波不可穿透的实体物质。

所述被观测目标采用两个分离的点光源模拟。

当两个分离的点光源通过所述墙体的同一点散射后，利用所述微孔过滤其他位置处的杂散光，在所述面探测器上将所述两个分离的点光源分辨出来。

所述方法还包括：

增加所述成像系统的个数，实现多维阵列分布，对同一观测点进行信号采集，利用不同角度的成像系统获取不同的散射场分布，通过增加的非冗余信息提高有效观测视场和成像分辨率。

所述方法还包括：

增加所述成像系统的个数，且每个成像系统的观测点不一致，通过采集多个点的信息来获得目标场的三维空间信息。

所述非视域成像的分辨率由微孔大小决定。

由上述本发明提供的技术方案可以看出，该成像方法可实现绕墙成像，在特殊场合通过“拐弯”成像可实现一般成像设备无法达到的成像功能，特别在刑侦、反恐、维稳等领域应用有巨大前景；同时成像系统简单，相比主动探测非视域成像方式，系统具有体积小、便携和成本低的优点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。

图1为本发明实施例所述基于散射光重构的光学成像方法的整体光路示意图；

图2为本发明实施例所述朗伯表面散射能量分布示意图；

图3为本发明实施例所述小孔成像的原理示意图；

图4为本发明实施例所述光线筛选后的显示示意图；

图5为本发明实施例所述多成像系统的示意图；

图6为本发明实施例所述多成像系统的另一示意图。

具体实施方式

下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。

下面将结合附图对本发明实施例作进一步地详细描述，如图1所示为本发明实施例所述基于散射光重构的光学成像方法的整体光路示意图，图中包括被观测目标、墙体、成像系统和障碍物，其中：

共轭成像镜、微孔和面探测器组成成像系统；

所述墙体为所述被观测目标和成像系统之间的漫反射信息转换载体；

所述被观测目标与所述成像系统之间被障碍物隔断，该障碍物为可见光波不可穿透的实体物质；