[发明专利]一种彩色激光雷达成像装置及方法

说明书

本发明提供一种彩色激光雷达成像装置及方法，其是采用不同激光分时分发的方式，通过同一台相机延时接收，计算机计算合成成像，其中采用的激光为红绿蓝三原色激光。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，目标反射回波也按触发先后次序依次被接收，在接收过程中，像增强器延时触发，并且多触发1次。

技术领域

本发明涉及激光遥感技术领域，尤其涉及一种彩色激光雷达成像装置及成像方法。

背景技术

激光雷达是一种主动成像技术，它可以全天时全天候获取目标的强度图像及距离信息，在军事、民用等领域应用广泛。传统激光雷达获取的目标强度图像为目标对单一激光发射波长的反射率图像，可一定程度上对目标进行分类，但是无法对目标进行精准分类。

现有彩色激光雷达技术中，专利CN201410217364.5是采用多个探测器接收，光学系统较为繁杂；专利CN201610199300.6、CN201711432927.2采用CCD相机仅能作探测器获取目标彩色点云信息，距离信息则需要通过其它探测器进行计算测量。目前还没有发现只用一台照相机就能完成目标高精准彩色成像的技术。

发明内容

本发明提供一种彩色激光雷达成像装置及方法，本发明采用一套探测接收设备成像，使得彩色激光雷达系统结构紧凑成本低廉，同时提供了一种彩色激光雷达成像方法，使激光雷达可对目标成彩色强度图像，能够对目标进行精准分类，全面提升激光雷达对目标的探测识别能力。

为了实现上述目的，本发明提供了一种彩色激光雷达成像装置及方法。

第一方面，一种彩色激光雷达成像装置，包括有计算机、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，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，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。

进一步地：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。

进一步地：三个所述镀膜镜片摆放角度一致；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。

第一方面，一种基于上述彩色激光雷达成像装置的成像方法，是采用分时触发机制，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。

进一步地：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：