[发明专利]一种全偏振条纹管激光成像雷达装置

说明书

本发明公开了一种全偏振条纹管激光成像雷达装置。该装置包括：激光器；扩束镜，设置在激光器的输出光路上；接收天线，设置在待测目标的出射光路上；狭缝，设置在接收天线的输出光路上；聚焦透镜，设置在狭缝的出射光路上；偏振分光系统，设置在聚焦透镜的输出光路上；条纹管探测器，设置在偏振分光系统的输出光路上；图像采集装置，设置在条纹管探测器上；图像处理装置，与图像采集装置连接。本发明能够同时获取被测目标的强度信息、距离信息和全偏振信息，进而能够提高对待测目标进行探测和识别的精度，可靠性高。

技术领域

本发明涉及光电成像技术领域，特别是涉及一种全偏振条纹管激光成像雷达装置。

背景技术

在复杂背景中有效探测和识别特定目标，尤其是具有隐藏能力的运动目标，是军事和民用领域中目标探测感知领域的一个重要内容。其目的就是通过利用光学、声学和电子学等手段对感兴趣目标进行捕获，进而获取其外形、尺寸、位置、功能等信息来完成目标的识别或跟踪。从探测手段上可分为无线电探测和光电探测等。

根据成像波段和原理的不同，光电探测又主要分为强度探测(可见光、红外、紫外等波段)、光谱探测、激光雷达探测、偏振探测等几种。强度探测利用目标和背景呈现出的辐射强度差异进行探测，具有隐蔽可靠、探测周期长等优势，但由于是被动探测，因而探测效果容易受到距离、天气以及目标辐射特性等影响；光谱探测采用光谱特性、空间特性和时间特性等多维判别方法来区分目标和背景，通过不同的光谱特征获得特定的目标信息，具有较广的探测范围和较高的分辨率，但容易受到宇宙辐射等干扰，探测效果稳定性较差。

激光雷达探测技术是利用主动发射激光照射目标，通过获取和分析接收回来的激光对目标进行探测和识别，克服了被动成像的缺点。传统的扫描试激光成像雷达系统因为多出了机械扫描机构损失了便携行，而且帧频非常低。但是条纹管激光雷达则能够获得高分辨率的距离像和强度像，有着非扫描，视场角大，成像帧频高，距离精度高等优点，无论是在军事上还是民用上都有很高的应用价值。

目前，条纹管激光雷达装置主要包括以下几种：1、利用条纹管作为探测器的焦平面成像系统，该系统采用脉冲式半导体泵浦的固体激光器作为发射机，当激光器发出一个线光脉冲，接收系统就会得到一幅像，被称为“闪光式”单狭缝条纹管激光成像雷达，该系统无法获取目标的偏振信息，且对天气条件的要求较高，对于由大雾或因大风引起的海面雾化的海洋情况探测结果较差。2、多光谱条纹管激光成像雷达，其利用多波长激光器发射混合多波长激光束，混合多波长激光束通过扩束棱镜，接收系统接收将接收到不同波长的回波激光束，后在条纹管内部的荧光屏不同区域内形成多光谱条纹图像，并耦合成像在CCD相机上，该雷达对天气条件的要求较高，对于由大雾或因大风引起的海面雾化的海洋情况探测结果较差。3、条纹管激光雷达偏振成像系统，该基于条纹管激光偏振雷达系统，在发射系统中和接收系统中分别加入由偏振器和波片组成的偏振状态产生器和由1/4波片配合渥拉斯顿棱镜组成的偏振状态分析器，由偏振状态分析器解偏接收系统得到的散射光，获取两束振动方向正交的线偏振光，经由条纹管探测器形成两束条纹，后由CCD相机记录，其无法获取光的完全偏振信息。

可见，目前的条纹管激光雷达装置，只能获取被测目标的强度信息、距离信息，因此导致在实际测量中对测量条件要求苛刻，测量精度同样大大降低，即无法同时获得被测目标的强度信息、距离信息和全偏振信息，导致对目标探测和识别的精度不高，不能适用于军事上隐藏和伪装的目标探测和识别。

发明内容

基于此，有必要提供一种全偏振条纹管激光成像雷达装置，以同时获取被测目标的强度信息、距离信息和全偏振信息，提高对待测目标探测和识别的精度。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种全偏振条纹管激光成像雷达装置，包括：

激光器，用于发出激光光束；

扩束镜，设置在所述激光器的输出光路上，用于对所述激光光束进行扩束，并将扩束后的激光光束入射到待测目标上；