[发明专利]一种彩色激光雷达成像装置及方法

权利要求书

1.一种彩色激光雷达成像方法，其特征在于：

基于如下一种彩色激光雷达成像装置，包括：计算机、信号发生器、激光驱动器、激光器、镀膜镜片、扫描器、接收镜头、像增强器、CCD相机；

所述计算机与信号发生器电控连接，所述信号发生器对激光驱动器、扫描器、像增强器和CCD相机产生触发和控制信号；

所述信号发生器与激光驱动器电控连接，所述激光驱动器包括有红光激光驱动器、绿光激光驱动器、蓝光激光驱动器；

所述激光器包括有红光激光器、绿光激光器、蓝光激光器，所述红光激光驱动器与红光激光器电连接，所述绿光激光驱动器与绿光激光器电连接，所述蓝光激光驱动器与蓝光激光器电控连接；

所述镀膜镜片有三个，摆放角度一致，分别置于红光激光器、绿光激光器、蓝光激光器的激光发射路径上，其中，以一个镀膜镜片作为合束镜片，作为合束镜片的镀膜镜片，一面为全反射镀膜镜面，另一面为全透射镀膜镜面，其他两个镀膜镜片反射和/或透射的光均聚集至所述合束镜片上，红、绿、蓝三种颜色的光均经所述合束镜片向同一方向出射；

所述扫描器置于所述合束镜片的光出射路径上，所述信号发生器与扫描器电控连接；

所述接收镜头、像增强器、CCD相机连置，所述信号发生器与像增强器、CCD相机电控连接；

所述成像方法为：

采用分时触发机制，由信号发生器分时触发红、绿、蓝三色激光，每触发一种颜色激光的同时，信号发生器同步产生扫描信号，红、绿、蓝三色激光在不同时刻通过扫描器发射至目标，然后目标反射回波也按触发先后次序依次由接收镜头、像增强器和CCD相机接收并传输至计算机，由计算机进行图像合成处理；

其中，所述像增强器在每一种颜色激光触发完成后，都以同样的脉冲宽度多触发1次；且所述像增强器以一定延时和增益触发。

2.根据权利要求1所述的成像方法，其特征在于：计算机进行图像合成处理的方法为：

1)设CCD相机像素为m×n，m为像素行数，n为像素列数，像增强器每触发一次获得红色激光的强度图像，其强度矩阵I_R为：

设在一个红光发射周期内像增强器共触发q_R＝i_R×j_R次，则可获取累加矩阵J_R：

其中I_sR为第s次触发红光CCD相机获取的强度矩阵；i_R×j_R为扫描器扫描红激光脉冲个数，i代表扫描一行的脉冲个数，j代表扫描行数；

像增强器将暗噪声去除后可得去噪强度矩阵F_R：

F_R＝J_R-q_RI_iR×jR+1；

2)同理，获得绿光和蓝光在一个发射周期内的累加矩阵分别为J_G、J_B：

I_sG为第s次触发绿光CCD相机获取的强度矩阵，I_sB为第s次触发蓝光CCD相机获取的强度矩阵，q_G＝i_G×j_G，i_G×j_G为扫描器扫描绿激光脉冲个数，q_B＝i_B×j_B；i_B×j_B为扫描器扫描蓝激光脉冲个数；像增强器将暗噪声去除后得绿光和蓝光去噪强度矩阵分别为F_G、F_B：

F_G＝J_G-q_GI_iG×jG+1

F_B＝J_B-q_BI_iB×jB+1

3)由去噪强度矩阵F_R、F_G、F_B，得目标的三维真彩强度像如下式：

K(t₀)＝[F_R,F_G,F_B]。