【技術實現步驟摘要】
基于相位測距原理的三維壓縮成像方法及裝置
本專利技術涉及激光三維壓縮成像技術，特別涉及一種基于相位測距原理的三維壓縮成像方法及裝置，屬于激光成像及數字圖像處理領域。
技術介紹
隨著社會發展，非接觸式三維測量對精度和速度提出了更高的要求。三維測量常采用激光測距法，相比于機器人視覺方法、結構光方法，能更好地適應野外復雜環境，得到更遠的測程和更高的分辨率；同時由于激光優越的方向性和單色性，相比微波成像方法將極大地提高三維成像精度。目前激光測距機的三維成像方式分為兩類:掃描式與無掃描式。為了獲得二維平面的三維信息，可以采用掃描的方法對空間每個點依次測距，也可以采用無掃描方式直接成像。掃描式激光測距機通常包含機械或非機械掃描裝置、激光器和單探測器，其波長選擇范圍寬且易于實現，但其主要問題是掃描結構體積較大、功耗大、系統的探測信噪比低。無掃描式激光測距機使用探測器陣列探測回波，解決了掃描式測距機的主要問題。其探測器陣列的實現主要含三大路線=ICXD陣列、專用CMOS圖像傳感器、APD陣列，其主要問題是=ICCD的量子效率、壽命和體積重量不及其他專用傳感器；專用CMOS圖像傳感器價格昂貴、研制周期長;APD陣列靈敏度高、信噪比高，優于其他探測器，但其分辨率受限于電子技術和工藝水平，2004年麻省理工學院研制的APD的分辨率只達到了 32X32。為了提高探測信噪比，擺脫探測器陣列對二維方向分辨率的限制，近年來興起了光學多通道編碼方法結合單探測器的成像方式，能夠顯著提高信噪比。但標準的多通道方法需要大量編碼 和測量次數，導致成像速度較慢，為了提高測量速度、減少測量次...
【技術保護點】
基于相位測距原理的三維壓縮成像方法，其特征在于：具體步驟如下：步驟一、將激光器發射的余弦連續波以面激光形式照明待測目標；步驟二、經目標反射的回波成像在數字微鏡陣列上；成像二維分辨率為N×N，數字微鏡陣列翻轉P次，第k(1≤k≤P)次的測量矩陣用表示，即每次變換狀態由編碼矩陣C(P×N2)的一行值決定，該矩陣由0和1組成：按“1”值變換的微鏡所接收的部分回波將進行光電轉換得到總回波xR(t)；按“0”值變換的微鏡將把該部分回波反射出預定光路；步驟三、通過步驟二所得的總回波xR(t)即可得到總回波xR(t)的振幅M和總回波相對于發射波的相移Δψ；由于步驟二中數字微鏡陣列進行了P次翻轉，即可得到P次測量結果；A＝[a1，a2，...，ak...，aP]T，ak＝MkcosΔψkB＝[b1，b2，...，bk...，bP]T，bk＝MksinΔψk通過上述公式就能夠得到測量向量A和B。將目標每點回波對應的相位差的正弦和余弦值寫成列向量：Dc、Ds與編碼矩陣C和測量向量A、B的關系為：A＝CDcB＝CDs通過壓縮感知恢復算法解算出Dc和Ds，即得到目標每點回波對應的相位差根據所發射余弦連續波的頻...
【技術特征摘要】
2013.10.11 CN 201310472637.61.基于相位測距原理的三維壓縮成像方法，其特征在于:具體步驟如下: 步驟一、將激光器發射的余弦連續波以面激光形式照明待測目標； 步驟二、經目標反射的回波成像在數字微鏡陣列上；成像二維分辨率為NXN，數字微鏡陣列翻轉P次，第k(l≤k≤P)次的測量矩陣用C|(i <N;j <N)表示，即每次變換狀態由編碼矩陣C(PXN2)的一行值決定，該矩陣由O和I組成:按“I”值變換的微鏡所接收的部分回波將進行光電轉換得到總回波xK(t);按“0”值變換的微鏡將把該部分回波反射出預定光路； 步驟三、通過步驟二所得的總回波xK(t)即可得到總回波xK(t)的振幅M和總回波相對于發射波的相移△ Ψ ;由于步驟二中數字微鏡陣列進行了 P次翻轉，即可得到P次測量結果；A= [a1，a2，…，ak...，aP]T，ak = Mkcos ΔB = [b1，b2，...，bk...，bP]T，bk = MkSinA Fk通過上述公式就能夠得到測量向量A和B。 將目標每點回波對應的相位差的正弦和余弦值寫成列向量:2.基于相位測距...
【專利技術屬性】
技術研發人員：魏平，郭冰冰，魏力中，柯鈞，
申請(專利權)人：北京理工大學，
類型：發明
國別省市：北京;11
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