[发明专利]一种多维度信息探测装置及其测量方法

说明书

本发明涉及一种多维度信息探测装置及其测量方法，该探测装置包括：云台、分孔径红外偏振成像系统和激光三维成像系统；分孔径红外偏振成像系统和激光三维成像系统光轴共轴且设置于云台上；通过云台控制分孔径红外偏振成像系统旋转，使分孔径红外偏振成像系统获取大视场实时偏振图像与红外图像，根据红外与偏振融合图像确定目标区域，通过云台使目标区域处于分孔径偏振成像系统的视场中心；激光三维成像系统测量目标区域，获取目标的距离图像和强度图像。结构简单、实时稳定，可根据用户需要提供独立红外偏振图像、红外强度图像、距离图像和激光回波强度图像，探测维度多、信息获取能力强，可满足无人平台不同环境下目标多维信息快速获取的需求。

技术领域

本发明涉及红外探测与成像技术领域，具体涉及一种多维度信息探测装置及测量方法。

背景技术

通过图像认知目标与环境是人类认知客观世界的直观形式。光电探测技术作为目标信息获取的手段之一，具有图像分辨率高、抗干扰能力强、信息直观等天然优势。自然界中物体会自身发射和反射各个谱段的能量，在红外波段，光电探测系统可响应波长范围为1um～12um的电磁波，因此红外成像能够有效探测到“热的目标”，如人体、车辆等目标。红外成像系统能够昼夜工作，图像分辨率较高等特点，可满足不同平台的应用需求，被广泛应用于军事侦查、环境监测等。

随着系统应用领域的延伸，背景环境复杂、目标信号较弱等环境原因对光电探测系统提供了更高的要求。一方面，在不同背景环境下，目标与背景红外的对比度可能较低，仅通过对红外图像可能无法准确识别目标；另一方面，在复杂背景下可能存在诸如树木、灌木遮蔽目标等情况，通过红外图像仅能获取前端遮蔽树木、灌木等区域信息，难以获取后端被遮蔽目标信息。

目前来看，为解决复杂环境下目标探测与识别的问题，光谱成像、偏振成像、激光三维成像等探测技术被引入到光电系统中，在传统强度图像基础上扩展了系统探测维度，增加目标探测、识别准确度。对于红外光谱成像技术，可在测量中通过目标与背景区域光谱特征的不同，提高目标的识别概率。但在红外波段，不同种类物质间光谱曲线特征不直观，需要进一步采用分类算法进行光谱特征提取与处理，数据冗余量较大，且缺乏实时性。对于红外偏振成像技术，通过诸如分孔径、分焦平等技术体制，可以实现偏振信息的实时获取，提高人造目标与自然背景过渡，但会丢失目标表面细节。对于激光三维成像技术，通过激光光束发射与接收获取目标距离与强度信息，并结合激光光束扫描实现目标三维点云数据获取，但大视场成像实时性不足、图像分辨率较差。

发明内容

本发明针对现有技术中存在的技术问题，提供一种多维度信息探测装置及测量方法，解决复杂环境下目标探测与识别的问题。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种多维度信息探测装置，包括：云台1、分孔径红外偏振成像系统2和激光三维成像系统3；

所述分孔径红外偏振成像系统2和所述激光三维成像系统3光轴共轴且设置于所述云台1上；

通过所述云台1控制所述分孔径红外偏振成像系统2旋转，使所述分孔径红外偏振成像系统2获取大视场实时红外图像与偏振图像，根据所述偏振图像确定目标区域，通过所述云台2使所述目标区域处于所述分孔径偏振成像系统1的视场中心；

所述激光三维成像系统3测量所述目标区域，获取目标的距离图像和激光回波强度图像。

一种基于上述的多维度信息探测装置的测量方法，包括：

步骤1，所述云台以设定转速与角度连续旋转，通过所述分孔径偏振成像系统获取大视场实时红外与偏振图像；

步骤2，从所述红外与偏振信息融合图像中找到目标区域，旋转所述云台至所述目标区域对应的角度，使所述目标区域处于所述分孔径偏振成像系统的视场中心；

步骤3，通过所述激光三维成像系统进行M×N个点的光束扫描，收集所述目标的回波光子信号；