[发明专利]一种基于Tail-Gating技术提高成像分辨率的距离选通成像系统

说明书

本发明涉及一种基于Tail‑Gating技术提高成像分辨率的距离选通成像系统，包括：发射光源模组；测距接收模组，采集和滤波水下目标反射的回波光信号，将回波光信号转换成电信号并转发至控制与处理模组；成像接收模组，接收水下目标反射回来的包含目标图像信息的光信号并转发至控制与处理模组；控制处理模组，用于设定发射光源模组参数，设定所述测距接收模组参数并控制其同步采集水下目标反射的回波信号，根据回波信号计算水下目标距离，并根据水下目标距离基于Tail‑Gating技术设定成像接收模组参数。本发明基于Tail‑Gating技术，将选通门开启时间相对目标距离换算时间略微延迟，有效减少散射噪声进入微通道板，提高信噪比，从而提高系统在水下浑浊情况下的成像分辨率。

技术领域

本发明涉及基于微弱光探测的水下激光主动成像技术领域，更具体地，涉及一种融合水下激光测距的改进的新型距离选通成像系统。

背景技术

海洋作为人类发展的资源宝库，富含生物，矿产，海水化学等资源。水下成像技术作为一种有效的水下信息获取手段是水下资源勘探，水下战争胜利的关键。常见的水下声呐成像系统在实际应用中，水声信号干扰大、损耗高，成像分辨率低，因而对针对较小目标成像效果不佳。相比之下水下光学成像技术具有成像分辨率高、速度快、操作简便、成本低的优点，是一种良好的水下探测手段。

当前水下光学探测与成像技术迅速发展，但在实际使用中，仍然存在着较多的技术难点。受水体自身特性影响，自然光线在水体中只能传播非常有限的距离，进而导致水下成像图像质量下降，如对比度低、图像整体亮度暗、图像模糊、分辨率低等。影响成像结果的水体自身特性主要包括水体对光线的吸收和散射作用。

现有技术中，距离选通成像技术对水下的散射噪声抑制提升成像分辨率上有着显著的效果，但是随着浑浊程度的提升，传统距离选通系统的成像质量提升效果有限。因此在距离选通成像系统的基础上，如何进一步提升系统在浑浊场景中的成像质量具有着重要的意义。

发明内容

本发明针对现有技术中存在的技术问题，提供一种基于Tail-Gating技术提高成像分辨率的距离选通成像系统，针对水下目标进行距离选通成像，旨在解决传统距离选通成像系统在进行水下目标成像过程中，随着水介质浑浊程度的提升导致成像效果剧烈退化，从而导致水下目标成像分辨率低，以及水下目标距离未知的情况下，需要遍历法调整选通门打开时间适配目标距离而导致的成像速度慢的问题。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：

一种基于Tail-Gating技术提高成像分辨率的距离选通成像系统，包括：

发射光源模组，用于发射激光脉冲；

测距接收模组，用于采集和滤波水下目标反射的回波光信号，用于将所述回波光信号转换成电信号并转发至控制与处理模组；

成像接收模组，用于接收水下目标反射回来的包含目标图像信息的光信号并转发至控制与处理模组；

控制处理模组，用于设定所述发射光源模组参数，用于设定所述测距接收模组参数并控制其同步采集水下目标反射的回波信号，用于根据所述回波信号计算水下目标距离，并根据水下目标距离基于Tail-Gating技术设定所述成像接收模组参数。

进一步的，所述发射光源模组包括：脉冲激光器、准直系统，所述脉冲激光器与所述控制处理模组电连接，并根据所述控制处理模组所设定的参数发射激光脉冲，并所述准直系统进行光束准直与整形后照射到水下待测目标上。

进一步的，所述测距接收模组包括：接收光学系统、光电倍增管、数字示波器，

所述接收光学系统由望远镜单元和滤光单元组成，分别用于对回波光信号进行收束和滤除背景噪声；

所述光电倍增管设置在所述接收光学系统的出光位置，用于将所述接收光学系统收集和滤波处理后的回波光信号转化成电信号；