CN110515061B - 一种双传感器物方补偿方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种双传感器物方补偿的方法及系统,包括:步骤一,传感器A、传感器B接收原始图像输入,进行物方光线传感;步骤二,传感器A与传感器B之间设置光路补偿模块,通过光路补偿模块使得物方光束偏转后平行进入传感器,进行双传感器对同步物方光学的补偿;步骤三,通过曝光补偿模块调节曝光成像时刻,进行双传感器对同一位置曝光成像的补偿;步骤四,对补偿后的成像图像进行拼接、融合处理,完成高质量成像。本发明可以增加积分时间,实现对某些特定目标的运动补偿。

Description

一种双传感器物方补偿方法及系统
技术领域
本发明涉及光学成像技术领域,具体是一种光电雷达用双传感器物方光机电补偿的方法及系统。
背景技术
光电雷达在快速旋转过程中,传感器上每个像元接收目标辐射的时间很短,会造成积分时间与焦面上的图像移动速度不匹配而产生像移,从而导致图像模糊不清晰,灰度失真,对比度和分辨率下降等问题,极大地影响了成像的质量,进而造成目标难以识别或无法提取。
此外,由于传感器的曝光始点不同,使得传感器的曝光瞬间不同,亦即传感器拍摄时间不同,从而造成图像上下撕裂或扭曲,在拍摄运动中物体时,此现象尤为严重。
针对成像补偿问题,目前采用的机械式像移补偿法、光学式像移补偿法比较复杂,可靠性较差,不能满足光电雷达探测必须对其进行快速运动补偿以高质量成像的需求。
发明内容
有鉴于此,本发明的目的在于提供一种双传感器物方补偿方法及系统,可以增加积分时间,实现对某些特定目标的运动补偿。其具体方案如下:
一种双传感器物方补偿方法,包括:
步骤一,传感器A、传感器B接收原始图像输入,进行物方光线传感;
步骤二,传感器A与传感器B之间设置光路补偿模块,通过光路补偿模块使得物方光束偏转后平行进入传感器,进行双传感器对同步物方光学的补偿;
步骤三,通过曝光补偿模块调节曝光成像时刻,进行双传感器对同一位置曝光成像的补偿;
步骤四,对补偿后的成像图像进行拼接、融合处理,完成高质量成像。
进一步地,步骤二中,设置传感器A与传感器B对立平行,光路补偿模块为双面摆镜,居中设置在传感器A与传感器B之间,摆镜与传感器呈一定夹角,物方光束从摆镜的两侧的非传感器设置位置平行射入,光路补偿模块使得两路物方光束反射偏转后进入两个传感器探测面的光轴中心平行。
进一步地,步骤三中,设置两个传感器的曝光起始位置保持同步,设置两个传感器的曝光结束位置为传感器的实际有效曝光位置,两个传感器在摆镜进入摆镜匀速运动过程的正行程补偿过程的速度稳定区后,完成曝光开始与曝光结束,选择曝光起始位置对应的转台角度为θi,设置周视角度为360°,则有:
Figure BDA0002200123100000011
式中:i为曝光起始位置,i=1,2,3…N,Δ为任意角度值,
Figure BDA0002200123100000012
本发明实施例还提供了一种双传感器物方补偿系统,包括传感器A、传感器B、光路补偿模块、曝光补偿模块,其中,传感器A与传感器B之间设置光路补偿模块,光路补偿模块通过光路偏转后平行设置,实现双传感器对同步物方光学的补偿,曝光补偿模块通过曝光成像时刻设置,实现双传感器对同一位置曝光成像的补偿。
进一步地,所述传感器A与传感器B对立平行设置,所述光路补偿模块为一个双面摆镜,摆镜居中设置在传感器A与传感器B之间,摆镜与传感器呈一定夹角,以使两路物方光束反射偏转后进入两个传感器探测面的光轴中心平行。
进一步地,所述物方光束从摆镜的两侧的非传感器设置位置平行射入。
进一步地,所述曝光补偿模块设置两个传感器的曝光起始位置保持同步,两个传感器的曝光结束位置为传感器的实际有效曝光位置。
进一步地,所述曝光补偿模块还包括曝光起始位置对应的转台角度θi的选择,设定周视角度为360°,则有:
Figure BDA0002200123100000021
式中:i为曝光起始位置,i=1,2,3…N,Δ为任意角度值,
Figure BDA0002200123100000022
进一步地,所述两个传感器在摆镜匀速运动过程中,完成曝光开始与曝光结束。
进一步地,所述两个传感器为同种类型或者不同类型传感器,所述传感器为可见光类型、红外类型或短波类型
本发明的有益效果是:
两个传感器在起始位置同步曝光时,在光学系统视场相差不大,同一位置曝光成像的两个传感器输出图像相同的情况下,当两个传感器为同一种类型的传感器,通过这两个传感器对同一位置的曝光成像,可以将周视拼接和告警时间的周期减半;当两个传感器为不同类型的传感器,通过这两个传感器对同一位置的曝光成像,可保证每种传感器的拼接图像中心位置保持一致。
两个传感器的光轴中心平行,并且光电雷达在扫描运动的任一时刻,两个传感器的光轴中心均保持平行状态,能够使得双传感器周视成像图像拼接每一帧的中心位置和分界线一致,有利于多传感器的图像级信息融合。
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案,下面将对本发明实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获取其他的附图。
附图1是本发明双传感器物方补偿方法流程图;
附图2是本发明双传感器物方补偿系统光路补偿模块示意图。
其中:1-传感器A;2.传感器B;3.摆镜。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。此外,下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
如图1所示,双传感器物方补偿方法包括:
步骤一,传感器A 1、传感器B 2接收原始图像输入,进行物方光线传感;
步骤二,传感器A 1与传感器B 2之间设置光路补偿模块,通过光路补偿模块使得物方光束偏转后平行进入传感器,进行双传感器对同步物方光学的补偿;
步骤三,通过曝光补偿模块调节曝光成像时刻,进行双传感器对同一位置曝光成像的补偿;
步骤四,对补偿后的成像图像进行拼接、融合处理,完成高质量成像。
进一步地,步骤二中,设置传感器A 1与传感器B 2对立平行,光路补偿模块为双面摆镜3,居中设置在传感器A 1与传感器B 2之间,摆镜3与传感器呈一定夹角,物方光束从摆镜3的两侧的非传感器设置位置平行射入,光路补偿模块使得两路物方光束反射偏转后进入两个传感器探测面的光轴中心平行。
进一步地,步骤三中,设置两个传感器的曝光起始位置保持同步,设置两个传感器的曝光结束位置为传感器的实际有效曝光位置,两个传感器在摆镜3进入摆镜3匀速运动过程的正行程补偿过程的速度稳定区后,完成曝光开始与曝光结束,选择曝光起始位置对应的转台角度为θi,设置周视角度为360°,则有:
Figure BDA0002200123100000031
式中:i为曝光起始位置,i=1,2,3…N,Δ为任意角度值,
Figure BDA0002200123100000032
如图2所示,双传感器物方补偿系统光路补偿模块包括:
传感器A 1、传感器B 2、光路补偿模块、曝光补偿模块,其中,传感器A 1与传感器B2之间设置光路补偿模块,光路补偿模块通过光路偏转后平行设置,实现双传感器对同步物方光学的补偿,曝光补偿模块通过曝光成像时刻设置,实现双传感器对同一位置曝光成像的补偿。
进一步地,所述传感器A 1与传感器B 2对立平行设置。
进一步地,所述光路补偿模块为一个双面摆镜3,摆镜3居中设置在传感器A 1与传感器B 2之间,摆镜3与传感器呈一定夹角,以使两路物方光束反射偏转后进入两个传感器探测面的光轴中心平行,从而实现两个方向双传感器同步物方光学补偿。
进一步地,所述物方光束从摆镜3的两侧的非传感器设置位置平行射入。
进一步地,所述曝光补偿模块设置两个传感器的曝光起始位置保持同步,两个传感器的曝光结束位置为传感器的实际有效曝光位置。
进一步地,所述曝光补偿模块还包括曝光起始位置对应的转台角度θi的选择,设定周视角度为360°,则有:
Figure BDA0002200123100000033
式中:i为曝光起始位置,i=1,2,3…N,Δ为任意角度值,
Figure BDA0002200123100000034
进一步地,所述两个传感器在摆镜3进入正行程补偿过程的速度稳定区后,完成曝光开始与曝光结束。
优选地,两个传感器在摆镜3匀速运动过程中完成曝光开始与曝光结束。
进一步地,所述两个传感器为同种类型或者不同类型传感器。
优选地,所述传感器为可见光类型、红外类型或短波类型。
采用该光路补偿模块的光路设置,既可以利用摆镜实现正行程补偿,又利用一套摆镜实现了两路光路的同步补偿,简化了光路,节省了摆镜使用,既降低了成本,也减小了整机光学系统的体积。
通过光学补偿与成像补偿的结合,在缩短成像周期、增加积分时间的同时,保持了周视成像图像的一致性与曝光平滑度,提高了图像周视拼接的效果。
需要说明的是,在本文中,关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上对本发明所提供的红外周视系统多目标检测的方法、系统进行了详细介绍,本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述,以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想;同时,对于本领域的一般技术人员,依据本发明的思想,在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处,综上所述,本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种双传感器物方补偿方法,其特征在于,包括:
步骤一,传感器A、传感器B接收原始图像输入,进行物方光线传感;
步骤二,传感器A与传感器B之间设置光路补偿模块,通过光路补偿模块使得物方光束偏转后平行进入传感器,进行双传感器对同步物方光学的补偿;
步骤三,通过曝光补偿模块调节曝光成像时刻,进行双传感器对同一位置曝光成像的补偿;
步骤四,对补偿后的成像图像进行拼接、融合处理,完成高质量成像。
2.根据权利要求1所述的双传感器物方补偿方法,其特征在于,所述步骤二中,设置传感器A与传感器B对立平行,光路补偿模块为双面摆镜,居中设置在传感器A与传感器B之间,摆镜与传感器呈一定夹角,物方光束从摆镜的两侧的非传感器设置位置平行射入,光路补偿模块使得两路物方光束反射偏转后进入两个传感器探测面的光轴中心平行。
3.根据权利要求1所述的双传感器物方补偿方法,其特征在于,所述步骤三中,设置两个传感器的曝光起始位置保持同步,设置两个传感器的曝光结束位置为传感器的实际有效曝光位置,两个传感器在摆镜进入摆镜匀速运动过程的正行程补偿过程的速度稳定区后,完成曝光开始与曝光结束,选择曝光起始位置对应的转台角度为θi,设置周视角度为360°,则有:
Figure FDA0002523100250000011
式中:i为曝光起始位置,i=1,2,3…N,Δ为任意角度值,
Figure FDA0002523100250000012
4.一种双传感器物方补偿系统,其特征在于,包括:传感器A、传感器B、光路补偿模块、曝光补偿模块,其中,传感器A与传感器B之间设置光路补偿模块,光路补偿模块设置为物方光束通过光路偏转后平行以实现双传感器对同步物方光学的补偿,曝光补偿模块设置为调节曝光成像时刻以实现双传感器对同一位置曝光成像的补偿。
5.根据权利要求4所述的双传感器物方补偿系统,其特征在于,所述传感器A与传感器B对立平行设置,所述光路补偿模块为一个双面摆镜,摆镜居中设置在传感器A与传感器B之间,摆镜与传感器呈一定夹角,以使两路物方光束反射偏转后进入两个传感器探测面的光轴中心平行。
6.根据权利要求4所述的双传感器物方补偿系统,其特征在于,所述物方光束从摆镜的两侧的非传感器设置位置平行射入。
7.根据权利要求4所述的双传感器物方补偿系统,其特征在于,所述曝光补偿模块设置两个传感器的曝光起始位置保持同步,两个传感器的曝光结束位置为传感器的实际有效曝光位置。
8.根据权利要求4所述的双传感器物方补偿系统,其特征在于,所述曝光补偿模块还包括曝光起始位置对应的转台角度θi的选择,设定周视角度为360°,则有:
式中:i为曝光起始位置,
Figure FDA0002523100250000021
Δ为任意角度值,
Figure FDA0002523100250000022
9.根据权利要求4所述的双传感器物方补偿系统,其特征在于,两个传感器在摆镜匀速运动过程中,完成曝光开始与曝光结束。
10.根据权利要求4所述的双传感器物方补偿系统,其特征在于,两个传感器为同种类型或者不同类型传感器,所述传感器为可见光类型、红外类型或短波类型。
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