[发明专利]波前探测装置及基于波前探测的成像系统

说明书

本申请涉及一种波前探测装置及基于波前探测的成像系统。其中波前探测装置中：接收镜头接收待处理光信号；波前校正器根据接收的校正信号对接收镜头接收的待处理光信号进行波前校正，并将校正后的光信号投射至分光器件；分光器件从波前校正器投射的光信号中提取与在视场内选定的信标光波长一致的第一光束，并投射第一光束至波前探测器；波前探测器根据第一光束探测待处理光信号的波前像差；波前控制器根据波前探测器探测的波前像差生成校正信号。通过在常应用的场景中选定一已知物体作为信标，利用待测物体所处环境中的已知的物体发出的信标光进行波前探测，不管白天还是夜晚，均能够保持稳定的探测效果，且能够适应多种场景。

技术领域

本发明涉及关联成像技术领域，特别是涉及一种波前探测装置及基于波前探测的成像系统。

背景技术

这里的陈述仅提供与本申请有关的背景信息，而不必然地构成现有技术。

相比与传统成像方式，单像素相机具有高灵敏度、低成本等优势，可以应用于遥感、激光雷达、视频监控等领域，具体的，可以应用在医疗、军事、汽车驾驶等技术领域。

但由于在大气中利用单像素相机进行成像时往往会受到大气的影响。这种影响主要包括大气吸收、大气散射和大气折射。其中大气吸收来源于大气分子对光的吸收，造成目标信号的衰减；大气散射来源于水汽凝结物和悬浮颗粒对光的散射，造成目标信号的模糊及衰减；大气折射来源于大气温度不均匀性引起折射率波动，从而产生湍流，造成目标信号的模糊及畸变。

为了解决大气造成的光束波前畸变，通常可以使用自适应光学的方法进行校正。在自适应光学中，进行波前探测时，需要利用已知的物体发出的光来探测波前误差信息，这种已知的物体被称为信标。在自适应光学天文望远镜系统中，信标常常由星体或利用激光产生的人造导星充当。然而在白天，相比于太阳光，星光往往比较微弱；且能够作为信标的星体很少，在成像视场内难以找到合适的信标，波前探测效果差，从而导致成像效果差。利用人造导星进行波前探测校正时，由于人造导星覆盖范围有限，对于汽车应用领域这类场景持续变化的，需要在其应用场景中设置大量的人造导星，但人造导星装置体积一般都比较大，不便于广泛安装，就会导致以人造导星为信标时，探测效果不稳定。综上，利用传统技术中提供的信标进行波前探测时，整体探测效果不稳定。

发明内容

基于此，有必要针利用传统技术中提供的信标进行波前探测时，整体探测效果不稳定的问题，提供一种波前探测装置及基于波前探测的成像系统。

一方面，本发明实施例提供了一种波前探测装置，包括：接收镜头、波前校正器、分光器件、波前探测器和波前控制器；

所述接收镜头用于接收待处理光信号；

所述波前校正器用于根据接收的校正信号对所述接收镜头接收的待处理光信号进行波前校正，并将校正后的光信号投射至所述分光器件；

所述分光器件用于从所述波前校正器投射的所述光信号中提取与在视场内选定的信标光波长一致的第一光束，并投射所述第一光束至所述波前探测器；

所述波前探测器用于根据所述第一光束探测所述待处理光信号的波前像差；

所述波前控制器分别与所述波前探测器和所述波前校正器电连接，且用于根据所述波前探测器探测的波前像差生成所述校正信号。

本申请实施例提供的波前探测装置，通过在常出现的场景中选定一已知物体作为信标，接收镜头接收的待处理光信号中即包括该信标光和待测物体的反射光或发射光，利于待测物体所处环境中的已知的物体发出的信标光进行波前探测，不管白天还是夜晚，均能够保持稳定的探测效果。另外，由于选择的信标为应用场景中出现频率高的物体，在场景切换时也无需换信标和光学系统，普适性强。

在其中一个实施例中，所述选定的信标为交通信号灯，所述信标光为交通信号灯光。