[发明专利]一种脉冲激光主动选通扫描3D成像装置及方法

权利要求书

1.一种脉冲激光主动选通扫描3D成像装置及方法，其特征在于，包括摄像单元（1）、线状激光器（2）、水平转台（3）、控制器（4）和处理器（5）；其中，所述摄像单元（1）中包含的组件按照先后顺序依次为：安装在最前端的光学镜头（7）、用于光学滤波的窄带滤波片（8）、用于选通激光脉冲的选通门（9）和用于输出数字图像的摄像板机（6）；所述线状激光器（2）可以在发射一定频率的线状脉冲激光光束；所述控制器（4）控制器用于在设定的某一时间内的多个激光脉冲光束按照一定规则分配到不同距离切片中，同时控制所述选通门（9）在同一时间内和每一个脉冲激光光束回波对应的时刻开启；所述水平转台（3）可以水平360°旋转，所述摄像单元（1）和所述线状激光器（2）共同固定于水平转台（3）上；所述线状激光器（2）发射激光光束并打到待测物体上，激光光束通过待测物体反射到所述摄像单元（1）并成像，根据所成的图像得到待测物的距离。

2.根据权利要求1所述的一种脉冲激光主动选通扫描3D成像装置，其特征在于，所述线状激光器（2）输出的激光光束为近红外光束。

3.根据权利要求1所述的一种脉冲激光主动选通扫描3D成像装置，其特征在于，所述线状激光器（2）输出的激光光束的出光张角不小于90°。

4.根据权利要求1所述的一种脉冲激光主动选通扫描3D成像装置，其特征在于，所述线状激光器（2）输出的脉冲激光光束在一个周期内光功率是逐渐递增的，即满足：

P_(n-1)<P_(n)<P_(n+1)

其中，P_(n-1)、P_(n)、P_(n+1)分别为t_(n-1)、t_(n)、t_(n+1)时刻所述线状激光器（2）发射的脉冲激光光束的功率。

5.根据权利要求1所述的一种脉冲激光主动选通扫描3D成像装置，其特征在于，所述摄像单元（1）的摄像板机（6）内采用的图像传感器为CMOS芯片或者CCD芯片。

6.根据权利要求1所述的一种脉冲激光主动选通扫描3D成像装置，其特征在于，所述光学镜头（7）的光学视场角与所述线状激光器（2）的输出张角一致。

7.根据权利要求1所述的一种脉冲激光主动选通扫描3D成像装置，其特征在于，所述窄带滤波片（8）的选通波长与所述线状激光器（2）的输出光束波长一致。

8.一种高频脉冲激光主动选通扫描测距方法，其特征在于，测距步骤如下：

步骤1，所述控制器（4）控制所述线状激光器（2）以δt作为时间间隔发射脉冲激光光束，设定t1时刻的回波对应的探测距离为s1，t2时刻的回波对应的探测距离为s2,以此类推，直至探测完该方向上的目标；

步骤2，所述控制器（4）控制所述选通门（9）在每一个脉冲激光光束回波对应的时刻开启，在其他时间保持关闭；在所述选通门（9）开启时刻，回波经过光学镜头（7）和窄带滤波片（8），最终在摄像板机上成像；

步骤3、由所述处理器（5）计算分析CMOS芯片上相邻时刻的回波所成的像的像素位置差值，可以得到，如果此回波是是空间尘雾颗粒得反射，为无效信息；否则，则可由处理器（5）根据三角测距发计算出待测物体的距离；

步骤4，当步骤3中的差值为零时，表征该方向已经探测结束，由所述处理器（5）控制水平转台旋转至下一角度，重复以上步骤，直至所述水平转台（3）旋转一周。