CN112379386B - 一种无人蜂群目标空间位置分布探测系统及方法 - Google Patents

一种无人蜂群目标空间位置分布探测系统及方法 Download PDF

Info

Publication number
CN112379386B
CN112379386B CN202011056164.8A CN202011056164A CN112379386B CN 112379386 B CN112379386 B CN 112379386B CN 202011056164 A CN202011056164 A CN 202011056164A CN 112379386 B CN112379386 B CN 112379386B
Authority
CN
China
Prior art keywords
polarization
target
detection
laser
imaging detector
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202011056164.8A
Other languages
English (en)
Other versions
CN112379386A (zh
Inventor
薛模根
黄勤超
韩裕生
王硕
王峰
罗晓琳
王勇
杨钒
吴云智
吴令夏
张良
葛传文
朱虹
谷康
李雷
祖鸿宇
徐瑶
任帅军
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
PLA Army Academy of Artillery and Air Defense
Original Assignee
PLA Army Academy of Artillery and Air Defense
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by PLA Army Academy of Artillery and Air Defense filed Critical PLA Army Academy of Artillery and Air Defense
Priority to CN202011056164.8A priority Critical patent/CN112379386B/zh
Publication of CN112379386A publication Critical patent/CN112379386A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN112379386B publication Critical patent/CN112379386B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S17/00—Systems using the reflection or reradiation of electromagnetic waves other than radio waves, e.g. lidar systems
    • G01S17/02—Systems using the reflection of electromagnetic waves other than radio waves
    • G01S17/06—Systems determining position data of a target
    • G01S17/42—Simultaneous measurement of distance and other co-ordinates
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/48—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S17/00
    • G01S7/481—Constructional features, e.g. arrangements of optical elements
    • G01S7/4811—Constructional features, e.g. arrangements of optical elements common to transmitter and receiver
    • G01S7/4812—Constructional features, e.g. arrangements of optical elements common to transmitter and receiver transmitted and received beams following a coaxial path
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/48—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S17/00
    • G01S7/483—Details of pulse systems
    • G01S7/484—Transmitters
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/48—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S17/00
    • G01S7/483—Details of pulse systems
    • G01S7/486—Receivers
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/48—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S17/00
    • G01S7/499—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S17/00 using polarisation effects

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Optical Radar Systems And Details Thereof (AREA)

Abstract

一种无人蜂群目标空间位置分布探测系统，包括：旋转台、驱动装置、光电探测部件和控制处理模块；光电探测部件包括：脉冲激光光源、偏振调制解调器和成像探测器。本发明中，首先通过脉冲激光光源激光发射时间和成像探测器电子快门打开时间控制，以实现距离选通成像，对目标位置的光探测；脉冲激光光源发射的激光经偏振调制解调器起偏后在目标位置聚焦并被探测目标反射，反射激光经偏振调制解调器检偏得到偏振信息后被成像探测器接收，成像探测器对探测目标进行成像。本发明中，通过对激光进行偏振调制，结合距离选通成像和偏振关联成像，在对目标位置进行探测时，既从距离上保证了目标位置的精确定位，又保证了对目标位置成像的真实可信。

Description

一种无人蜂群目标空间位置分布探测系统及方法
技术领域
本发明涉及领域，尤其涉及一种无人蜂群目标空间位置分布探测系统及方法。
背景技术
无人蜂群是指在操控人员的指挥控制下通过自组网执行任务的一群具有特定功能的小无人机。无人蜂群目标是一个空间密集的连通区域状柔性目标，对无人蜂群目标的探测，既不能以蜂群中单体无人机目标探测代替无人蜂群目标的空间位置，也不能把无人蜂群看成是一个目标而用蜂群质心位置代替无人蜂群目标的空间位置，而是通过探测无人蜂群中的所有单体无人机目标位置进而得到无人蜂群目标的空间位置分布信息，最终实现无人蜂群目标的探测。
目前常规雷达探测无人蜂群目标时难以分辨无人蜂群中的单体无人机目标，光强度探测无人蜂群目标时难以实现远距离探测等技术上的不足。
发明内容
为了解决上述现有技术中对无人蜂群目标难以实现远距离探测等缺陷，本发明提出了一种无人蜂群目标空间位置分布探测系统及方法。
本发明采用以下技术方案：
一种无人蜂群目标空间位置分布探测系统，包括：旋转台、驱动装置、光电探测部件和控制处理模块；光电探测部件包括：脉冲激光光源、偏振调制解调器和成像探测器；
脉冲激光光源，用于发射激光对目标位置进行照射；偏振调制解调器，用于对脉冲激光光源的发射激光进行偏振调制，并用于对反射光进行偏振解调；
成像探测器，用于在其电子快门打开时获取偏振调制解调器偏振解调后的反射光，并结合控制处理模块提供的计算数据生成探测图像；
控制处理模块分别连接脉冲激光光源、成像探测器和偏振调制解调器；控制处理模块用于控制脉冲激光光源的发散角以及成像探测器的电子快门开关；控制处理模块还用于对脉冲激光光源的发射激光信息、成像探测器检测到的反射光信息和偏振调制解调器的工作信息进行综合运算，生成所述计算数据；
光电探测部件安装在旋转台上，驱动装置用于驱动旋转台旋转，以调整脉冲激光光源的激光发射方向。
优选的，控制处理模块还用于计算获得探测到的单体无人机的位置，并结合所有单体无人机的位置获得无人蜂群目标的空间位置分布信息。
优选的，控制处理模块用于控制脉冲激光光源的发散角，使得脉冲激光光源发射的激光在目标位置聚焦。
优选的，控制处理模块还用于根据目标位置以及脉冲激光光源的激光发射方向控制偏振调制解调器的偏振态。
优选的，成像探测器采用单光子成像探测器。
一种无人蜂群目标空间位置分布探测方法，结合激光距离选通成像技术，通过加入偏振信息的激光进行空间探测。
优选的，首先通过偏振后的激光对探测方向上的目标位置进行照射，再根据目标位置的反射光和偏振信息进行偏振关联运算，获取目标位置的探测图像；然后通过调整探测方向和目标位置，获取目标空间域内不同位置处的探测图像并组合成空间探测图像。
优选的，还包括：结合空间探测图像获得包含所有单体无人机的位置的无人蜂群目标的空间位置分布信息。
优选的，结合激光距离选通成像方法，通过加入偏振信息的激光进行空间探测的具体方法为：
将包含脉冲激光光源、偏振调制解调器和成像探测器的光电探测部件安装在旋转台上；脉冲激光光源发射的激光经偏振调制解调器偏振后发射到目标位置并反射，反射光经偏振调制解调器解调后被成像探测器接收；
通过旋转台的转动调整脉冲激光光源的激光发射方向；通过脉冲激光光源的激光发射时间和成像探测器电子快门打开时间控制的联动，对目标位置进行探测。
优选的，具体包括以下步骤：
S1、设置旋转台，以及安装在旋转台上的脉冲激光光源、成像探测器和偏振调制解调器；偏振调制解调器用于对所述脉冲激光光源的发射激光进行偏振调制，并用于对反射光进行偏振解调；成像探测器用于获取所述偏振调制解调器偏振解调后的反射光；
S2、调整旋转台，使脉冲激光光源和成像探测器指向观测方向；
S3、调整偏振调制解调器的偏振态；
S4、调整脉冲激光光源的发散角，使得激光在目标位置处聚焦；
S5、控制成像探测器的电子快门开关，接收目标位置的物体的反射光以捕获携带目标信息的光子偏振信号并成像；结合光子偏振信号和偏振调制解调器的偏振信息进行关联运算，得出目标位置的物体成像位置和距离；
S6、判断是否完成对当前观测方向上不同目标位置的扫描探测；否，则返回步骤S3；
S7、是，则判断设定的目标空间域内是否存在未扫描探测的观测方向；是，则返回步骤S2；否，结束对目标空间域的探测；
或者，具体包括以下步骤：
S1、设置旋转台，以及安装在旋转台上的脉冲激光光源、成像探测器和偏振调制解调器；偏振调制解调器用于对所述脉冲激光光源的发射激光进行偏振调制，并用于对反射光进行偏振解调；成像探测器用于获取所述偏振调制解调器偏振解调后的反射光；
S2、调整脉冲激光光源的发散角，使得激光在目标位置处聚焦；
S3、调整偏振调制解调器的偏振态；
S4、调整旋转台，使脉冲激光光源和成像探测器指向观测方向；
S5、控制成像探测器的电子快门开关，接收目标位置的物体的反射光以捕获携带目标信息的光子偏振信号并成像；结合光子偏振信号和偏振调制解调器的偏振信息进行关联运算，得出目标位置的物体成像位置和距离；
S6、判断是否完成对当前空间层上不同目标位置的扫描探测；否，则返回步骤S3；
S7、是，则判断设定的目标空间域内是否存在未扫描探测的空间层；是，则返回步骤S2；否，结束对目标空间域的探测。
本发明的优点在于：
(1)本发明中，首先通过脉冲激光光源激光发射时间和成像探测器电子快门打开时间控制，以实现距离选通成像，对目标位置的光探测；脉冲激光光源发射的激光经偏振调制解调器偏振后在目标位置聚焦并被探测目标反射，反射光被激光经偏振调制解调器解调偏振信息后被成像探测器接收，成像探测器对探测目标进行成像。
(2)本发明中，通过脉冲激光光源与成像探测器的配合，实现了距离选通成像，实现了对远距离目标的探测。
(3)本发明中，通过激光偏振态调制，避免了远距离目标被背景光强影响甚至淹没造成的虚假目标成像风险，有效抑制了背景辐射和环境光干扰，剔除了虚假目标。
(4)本发明中，通过对激光进行偏振态调制，结合距离选通成像和偏振关联成像，在对目标位置进行探测时，即从距离上保证了目标位置的精确定位，又保证了对目标位置成像的真实可信。
(5)本发明中，通过控制处理模块，采用智能程序控制方式，全自动实现空域范围的扫描探测，实现对无人蜂群的自动探测和追踪。
附图说明
图1是本发明提出的一种无人蜂群目标空间位置分布探测系统结构图；
图2是通过本发明获得的无人蜂群目标空间位置分布示意图；
图3是本发明提出的一种无人蜂群目标空间位置分布探测方法流程图；
图4是实施例1提出的一种无人蜂群目标空间位置分布探测方法流程图；
图5是实施例2提出的一种无人蜂群目标空间位置分布探测方法流程图。
具体实施方式
参照图1，本实施方式提出的一种无人蜂群目标空间位置分布探测系统，包括：旋转台、驱动装置、光电探测部件和控制处理模块。光电探测部件包括：脉冲激光光源、偏振调制解调器和成像探测器。
脉冲激光光源，用于发射激光对目标位置进行照射。偏振调制解调器，用于对脉冲激光光源的发射激光进行偏振调制，并用于对反射光进行偏振解调。如此，实现了对目标探测用的偏振调制激光。
光的偏振作为光波的一个重要属性，包含了偏振度、偏振角、椭偏率、光子振动方向等信息，目标反射光的偏振特性反映了目标的本征特性。无人蜂群中的单体无人机在一定远的距离上能量弱且受到大气的影响而难以探测，然而大气传输对空中单体无人机目标反射光的偏振特性改变很小。因此，本实施方式中，通过增加了偏振信息的激光探测单体无人机，然后结合偏振关联运算，有利于提高远距离目标的探测精度。
成像探测器，用于在其电子快门打开时获取偏振调制解调器偏振解调后的反射光，并结合控制处理模块提供的计算数据生成探测图像。本实施方式中，通过控制成像探测器的电子快门开关，实现了距离选通成像。具体实施时，成像探测器采用单光子成像探测器。
具体实施时，通过同步控制技术使脉冲激光光源和成像探测器工作同步。具体的，脉冲激光光源发射的激光照射到单体无人机，单体无人机对所述激光的反射光到达成像探测器之前，控制成像探测器电子快门关闭，只有当所述反射光到达成像探测器时，控制成像探测器电子快门打开，接收所述反射光并成像。如此，通过控制成像探测器的电子快门的开关时间，可以确定被所述激光探测到的单体无人机的距离。
控制处理模块分别连接脉冲激光光源、成像探测器和偏振调制解调器。控制处理模块用于控制脉冲激光光源的发散角以及成像探测器的电子快门开关；控制处理模块还用于对脉冲激光光源的发射激光信息、成像探测器检测到的反射光信息和偏振调制解调器的工作信息进行综合运算，生成所述计算数据。
如此，本实施方式中，在对同一方向上不同距离处进行探测时，首先通过控制脉冲激光光源激光发射时间和成像探测器电子快门打开时间，以实现距离选通成像，对目标位置的光探测；脉冲激光光源发射的激光经偏振调制解调器偏振后在目标位置聚焦并被探测目标反射，反射光被激光经偏振调制解调器解调偏振信息后被成像探测器接收，成像探测器对探测目标进行成像。
本实施方式中，通过脉冲激光光源与成像探测器的配合，实现了距离选通成像，实现了对远距离目标的探测；通过偏振关联成像，避免了远距离目标被背景光强影响甚至淹没造成的虚假目标成像风险，有效抑制了背景辐射和环境光干扰，剔除了虚假目标。如此，本实施方式中，通过对激光进行偏振态调制，结合距离选通成像和偏振关联成像，在对目标位置进行探测时，即从距离上保证了目标位置的精确定位，又保证了对目标位置成像的真实可信。
本实施方式中，控制处理模块用于控制脉冲激光光源的发散角，使得脉冲激光光源发射的激光在目标位置聚焦，保证最终成像的清晰度。
光电探测部件安装在旋转台上，驱动装置用于驱动旋转台旋转，以调整脉冲激光光源的激光发射方向。本实施方式中，通过调整脉冲激光光源的发散角和成像探测器的电子快门开关，实现了对同一探测方向上不同距离处的目标位置的探测；通过控制旋转台旋转，实现了对探测方向的调整。如此，实现了对目标空间域的探测，保证了对无人蜂群的精度探测。
本实施方式中，控制处理模块还用于计算获得探测到的单体无人机的位置，并结合所有单体无人机的位置获得无人蜂群目标的空间位置分布信息，具体如图2所示。如此，以单体无人机为单位目标，实现了对无人蜂群目标的空间位置的精确描述，方便了对无人蜂群的精确追踪。
本实施方式中，控制处理模块还用于根据目标位置以及脉冲激光光源的激光发射方向控制偏振调制解调器的偏振态。具体的，本实施方式中，通过连续改变偏振调制解调器中起偏器的方位角，进而形成不同偏振态的激光照射目标位置。
具体实施时，通过改变偏振调制解调器中检偏器的偏振方向，可以在成像探测器上获取0°、45°、90°、135°等偏振方向上的光强度信息，分别记作：I0、I45、I90、I135；利用斯托克斯向量计算公式S＝[I Q U V]，可以计算得到目标的线偏振度偏振相角等偏振信息，其中，I表示总光强，/>Q表示水平线偏振分量与垂直线偏振分量之差，Q＝I0-I90；U表示45°线偏振分量与135°线偏振分量之差，U＝I45-I135；V表示右旋圆偏振分量与左旋圆偏振分量之差。在偏振解调器中使用的是线偏振器，对圆偏振分量不考虑，即V分量忽略。
本实施方式中，控制处理模块将携带目标信息的光子偏振信号与脉冲激光光源发射的激光经偏振调制解调器后得到的偏振信息做相应的偏振关联运算，便可得出激光探测到的目标物体的成像位置和距离。
参照图3，本发明还给出了一种无人蜂群目标空间位置分布探测方法，结合激光距离选通成像技术，通过加入偏振信息的激光进行空间探测。具体的，本实施方式中，首先通过偏振后的激光对探测方向上的目标位置进行照射，再根据目标位置的反射光和偏振信息进行偏振关联运算，获取目标位置的探测图像；然后通过调整探测方向和目标位置，获取目标空间域内不同位置处的探测图像并组合成空间探测图像。
本实施方式中，结合激光距离选通成像方法，通过加入偏振信息的激光进行空间探测的具体方法为：
将包含脉冲激光光源、偏振调制解调器和成像探测器的光电探测部件安装在旋转台上；脉冲激光光源发射的激光经偏振调制解调器偏振后发射到目标位置并反射，反射光经偏振调制解调器解调后被成像探测器接收；
通过旋转台的转动调整脉冲激光光源的激光发射方向；通过脉冲激光光源的激光发射时间和成像探测器电子快门打开时间的联动，实现距离选通成像，对目标位置进行探测。
本实施方式中的无人蜂群目标空间位置分布探测方法，还包括：结合空间探测图像获得包含所有单体无人机的位置的无人蜂群目标的空间位置分布信息。
具体的，本实施方式中，通过所述目标位置的调整，实现了对目标空间域中位置节点的精确探测，然后通过位置节点的探测图像的结合获得无人蜂群目标的整体图像，且所述整体图像中以单体无人机为单位，进行位置描述。如此，实现了对无人蜂群的精确定位和追踪。
实施例1
参照图4，本实施例中给出了一种线性扫描的无人蜂群目标空间位置分布探测方法，具体包括以下步骤。
S1、设置旋转台，以及安装在旋转台上的脉冲激光光源、成像探测器和偏振调制解调器；偏振调制解调器用于对所述脉冲激光光源的发射激光进行偏振调制，并用于对反射光进行偏振解调；成像探测器用于获取所述偏振调制解调器偏振解调后的反射光。
S2、调整旋转台，使脉冲激光光源和成像探测器指向观测方向。
S3、调整偏振调制解调器的偏振态。
S4、调整脉冲激光光源的发散角，使得激光在目标位置处聚焦。
S5、控制成像探测器的电子快门开关，接收目标位置的物体的反射光以捕获携带目标信息的光子偏振信号并成像；结合光子偏振信号和偏振调制解调器的偏振信息进行关联运算，得出目标位置的物体成像位置和距离。
S6、判断是否完成对当前观测方向上不同目标位置的扫描探测；否，则返回步骤S3；
S7、是，则判断设定的目标空间域内是否存在未扫描探测的观测方向；是，则返回步骤S2；否，结束对目标空间域的探测；
实施例2
参照图5，本实施例中给出了一种空间分层扫描的无人蜂群目标空间位置分布探测方法，具体包括以下步骤。
S1、设置旋转台，以及安装在旋转台上的脉冲激光光源、成像探测器和偏振调制解调器；偏振调制解调器用于对所述脉冲激光光源的发射激光进行偏振调制，并用于对反射光进行偏振解调；成像探测器用于获取所述偏振调制解调器偏振解调后的反射光。
S2、调整脉冲激光光源的发散角，使得激光在目标位置处聚焦。
S3、调整偏振调制解调器的偏振态。
S4、调整旋转台，使脉冲激光光源和成像探测器指向观测方向。
S5、控制成像探测器的电子快门开关，接收目标位置的物体的反射光以捕获携带目标信息的光子偏振信号并成像；结合光子偏振信号和偏振调制解调器的偏振信息进行关联运算，得出目标位置的物体成像位置和距离。
S6、判断是否完成对当前空间层上不同目标位置的扫描探测；否，则返回步骤S3；
S7、是，则判断设定的目标空间域内是否存在未扫描探测的空间层；是，则返回步骤S2；否，结束对目标空间域的探测。
以上仅为本发明创造的较佳实施例而已，并不用以限制本发明创造，凡在本发明创造的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明创造的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种无人蜂群目标空间位置分布探测系统，其特征在于，包括：旋转台、驱动装置、光电探测部件和控制处理模块；光电探测部件包括：脉冲激光光源、偏振调制解调器和成像探测器；
脉冲激光光源，用于发射激光对目标位置进行照射；偏振调制解调器，用于对脉冲激光光源的发射激光进行偏振调制，并用于对反射光进行偏振解调；
成像探测器，用于在其电子快门打开时获取偏振调制解调器偏振解调后的反射光，并结合控制处理模块提供的计算数据生成探测图像；
控制处理模块分别连接脉冲激光光源、成像探测器和偏振调制解调器；控制处理模块用于控制脉冲激光光源的发散角以及成像探测器的电子快门开关；控制处理模块还用于对脉冲激光光源的发射激光信息、成像探测器检测到的反射光信息和偏振调制解调器的工作信息进行综合运算，生成所述计算数据；
光电探测部件安装在旋转台上，驱动装置用于驱动旋转台旋转，以调整脉冲激光光源的激光发射方向；
在对同一方向上不同距离处进行探测时，首先通过控制脉冲激光光源激光发射时间和成像探测器电子快门打开时间，以实现距离选通成像，对目标位置的光探测；脉冲激光光源发射的激光经偏振调制解调器偏振后在目标位置聚焦并被探测目标反射，反射光被激光经偏振调制解调器解调偏振信息后被成像探测器接收，成像探测器对探测目标进行成像；
通过控制成像探测器的电子快门的开关时间，确定被所述激光探测到的单体无人机的距离。
2.如权利要求1所述的无人蜂群目标空间位置分布探测系统，其特征在于，控制处理模块还用于计算获得探测到的单体无人机的位置，并结合所有单体无人机的位置获得无人蜂群目标的空间位置分布信息。
3.如权利要求1所述的无人蜂群目标空间位置分布探测系统，其特征在于，控制处理模块用于控制脉冲激光光源的发散角，使得脉冲激光光源发射的激光在目标位置聚焦。
4.如权利要求1所述的无人蜂群目标空间位置分布探测系统，其特征在于，控制处理模块还用于根据目标位置以及脉冲激光光源的激光发射方向控制偏振调制解调器的偏振态。
5.如权利要求1至4任一项所述的无人蜂群目标空间位置分布探测系统，其特征在于，成像探测器采用单光子成像探测器。
6.一种无人蜂群目标空间位置分布探测方法，其特征在于，结合激光距离选通成像技术，通过加入偏振信息的激光进行空间探测；
结合激光距离选通成像方法，通过加入偏振信息的激光进行空间探测的具体方法为：将包含脉冲激光光源、偏振调制解调器和成像探测器的光电探测部件安装在旋转台上；脉冲激光光源发射的激光经偏振调制解调器偏振后发射到目标位置并反射，反射光经偏振调制解调器解调后被成像探测器接收；
通过旋转台的转动调整脉冲激光光源的激光发射方向；通过脉冲激光光源的激光发射时间和成像探测器电子快门打开时间控制的联动，对目标位置进行探测；
在对同一方向上不同距离处进行探测时，首先通过控制脉冲激光光源激光发射时间和成像探测器电子快门打开时间，以实现距离选通成像，对目标位置的光探测；脉冲激光光源发射的激光经偏振调制解调器偏振后在目标位置聚焦并被探测目标反射，反射光被激光经偏振调制解调器解调偏振信息后被成像探测器接收，成像探测器对探测目标进行成像；
通过控制成像探测器的电子快门的开关时间，确定被所述激光探测到的单体无人机的距离；
具体包括以下步骤：
S1、设置旋转台，以及安装在旋转台上的脉冲激光光源、成像探测器和偏振调制解调器；偏振调制解调器用于对所述脉冲激光光源的发射激光进行偏振调制，并用于对反射光进行偏振解调；成像探测器用于获取所述偏振调制解调器偏振解调后的反射光；
S2、调整旋转台，使脉冲激光光源和成像探测器指向观测方向；
S3、调整偏振调制解调器的偏振态；
S4、调整脉冲激光光源的发散角，使得激光在目标位置处聚焦；
S5、控制成像探测器的电子快门开关，接收目标位置的物体的反射光以捕获携带目标信息的光子偏振信号并成像；结合光子偏振信号和偏振调制解调器的偏振信息进行关联运算，得出目标位置的物体成像位置和距离；
S6、判断是否完成对当前观测方向上不同目标位置的扫描探测；否，则返回步骤S3；
S7、是，则判断设定的目标空间域内是否存在未扫描探测的观测方向；是，则返回步骤S2；否，结束对目标空间域的探测；
或者，具体包括以下步骤：
S1、设置旋转台，以及安装在旋转台上的脉冲激光光源、成像探测器和偏振调制解调器；偏振调制解调器用于对所述脉冲激光光源的发射激光进行偏振调制，并用于对反射光进行偏振解调；成像探测器用于获取所述偏振调制解调器偏振解调后的反射光；
S2、调整脉冲激光光源的发散角，使得激光在目标位置处聚焦；
S3、调整偏振调制解调器的偏振态；
S4、调整旋转台，使脉冲激光光源和成像探测器指向观测方向；
S5、控制成像探测器的电子快门开关，接收目标位置的物体的反射光以捕获携带目标信息的光子偏振信号并成像；结合光子偏振信号和偏振调制解调器的偏振信息进行关联运算，得出目标位置的物体成像位置和距离；
S6、判断是否完成对当前空间层上不同目标位置的扫描探测；否，则返回步骤S3；
S7、是，则判断设定的目标空间域内是否存在未扫描探测的空间层；是，则返回步骤S2；否，结束对目标空间域的探测。
7.如权利要求6所述的无人蜂群目标空间位置分布探测方法，其特征在于，首先通过偏振调制后的激光对探测方向上的目标位置进行照射，再根据目标位置的反射光和偏振信息进行偏振关联运算，获取目标位置的探测图像；然后通过调整探测方向和目标位置，获取目标空间域内不同位置处的探测图像并组合成空间探测图像。
8.如权利要求6所述的无人蜂群目标空间位置分布探测方法，其特征在于，还包括：结合空间探测图像获得包含所有单体无人机的位置的无人蜂群目标的空间位置分布信息。
CN202011056164.8A 2020-09-30 2020-09-30 一种无人蜂群目标空间位置分布探测系统及方法 Active CN112379386B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011056164.8A CN112379386B (zh) 2020-09-30 2020-09-30 一种无人蜂群目标空间位置分布探测系统及方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011056164.8A CN112379386B (zh) 2020-09-30 2020-09-30 一种无人蜂群目标空间位置分布探测系统及方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN112379386A CN112379386A (zh) 2021-02-19
CN112379386B true CN112379386B (zh) 2024-01-02

Family

ID=74580946

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202011056164.8A Active CN112379386B (zh) 2020-09-30 2020-09-30 一种无人蜂群目标空间位置分布探测系统及方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN112379386B (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114355318B (zh) * 2021-12-01 2024-05-03 华中光电技术研究所（中国船舶重工集团公司第七一七研究所） 一种单光子三维探测设备及其目标探测方法

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103018930A (zh) * 2012-11-25 2013-04-03 华中科技大学 一种高速快门装置及其应用
CN103687074A (zh) * 2013-11-11 2014-03-26 中国航天科技集团公司第五研究院第五一三研究所 一种集群飞行器通信系统
CN103852764A (zh) * 2012-12-07 2014-06-11 新昌县冠阳技术开发有限公司 一种激光偏振检测的海底潜航监控系统
JP2015191254A (ja) * 2014-03-27 2015-11-02 日本電気株式会社 無人航空機、無人航空機の制御方法、および、管制システム
CN204945409U (zh) * 2015-08-29 2016-01-06 西安希德电子信息技术股份有限公司 一种对铁路障碍进行自动监测的三维激光雷达报警系统
CN106226780A (zh) * 2016-07-26 2016-12-14 南京航空航天大学 基于激光扫描雷达的多旋翼室内定位系统及实现方法
CN106441278A (zh) * 2016-09-29 2017-02-22 长沙开元仪器股份有限公司 一种无人机室内定位系统及方法
CN108490446A (zh) * 2018-01-25 2018-09-04 中国人民解放军91977部队 一种光电三坐标搜索跟踪装置及方法
CN109115121A (zh) * 2018-07-06 2019-01-01 华东师范大学 一种大视场激光三维成像仪及成像方法
CN111257907A (zh) * 2020-03-21 2020-06-09 湖州南太湖中科院上海技术物理所光电工程中心 基于激光雷达的偏振去雾探测装置及方法

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7638731B2 (en) * 2005-10-18 2009-12-29 Electro Scientific Industries, Inc. Real time target topography tracking during laser processing
JP5688876B2 (ja) * 2008-12-25 2015-03-25 株式会社トプコン レーザスキャナ測定システムの較正方法
JP7077013B2 (ja) * 2017-12-27 2022-05-30 株式会社トプコン 三次元情報処理部、三次元情報処理部を備える装置、無人航空機、報知装置、三次元情報処理部を用いた移動体制御方法および移動体制御処理用プログラム
US20200003879A1 (en) * 2018-07-02 2020-01-02 Stmicroelectronics Ltd Lidar system utilizing sensor in same optical path as emitting laser

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103018930A (zh) * 2012-11-25 2013-04-03 华中科技大学 一种高速快门装置及其应用
CN103852764A (zh) * 2012-12-07 2014-06-11 新昌县冠阳技术开发有限公司 一种激光偏振检测的海底潜航监控系统
CN103687074A (zh) * 2013-11-11 2014-03-26 中国航天科技集团公司第五研究院第五一三研究所 一种集群飞行器通信系统
JP2015191254A (ja) * 2014-03-27 2015-11-02 日本電気株式会社 無人航空機、無人航空機の制御方法、および、管制システム
CN204945409U (zh) * 2015-08-29 2016-01-06 西安希德电子信息技术股份有限公司 一种对铁路障碍进行自动监测的三维激光雷达报警系统
CN106226780A (zh) * 2016-07-26 2016-12-14 南京航空航天大学 基于激光扫描雷达的多旋翼室内定位系统及实现方法
CN106441278A (zh) * 2016-09-29 2017-02-22 长沙开元仪器股份有限公司 一种无人机室内定位系统及方法
CN108490446A (zh) * 2018-01-25 2018-09-04 中国人民解放军91977部队 一种光电三坐标搜索跟踪装置及方法
CN109115121A (zh) * 2018-07-06 2019-01-01 华东师范大学 一种大视场激光三维成像仪及成像方法
CN111257907A (zh) * 2020-03-21 2020-06-09 湖州南太湖中科院上海技术物理所光电工程中心 基于激光雷达的偏振去雾探测装置及方法

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Design and implementation of a hyperspectral full polarization imaging system;Zhang kun Yin et al.;Second Target Recognition and Artificial Intelligence Summit Forum, 2019;1-7 *
低慢小目标面阵推进式激光成像探测方法研究;李达;李云霞;蒙文;韩晓飞;;激光技术(01);第44-48页 *
复杂环境下运动目标偏振成像检测方法研究;薛模根 等;《强激光与粒子束》;第26卷(第9期);第1-6页 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN112379386A (zh) 2021-02-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10921450B2 (en) Ladar system and method with frequency domain shuttering
CN108490446B (zh) 一种光电三坐标搜索跟踪装置及方法
CN102809745B (zh) 混合式毫米波成像系统和方法
US9528828B2 (en) Method and system for determining position and orientation of a measuring instrument
CN108037499B (zh) 一种光电毫米波三坐标搜索跟踪装置及方法
CN205142414U (zh) 一种基于雷达的视频联动监控装置
CN107219520A (zh) 一种反无人机分布式组网探测方法及其装置
US9482756B2 (en) Tracker unit and method in a tracker unit
CN110568433A (zh) 基于毫米波雷达的高空抛物检测方法
CN112379386B (zh) 一种无人蜂群目标空间位置分布探测系统及方法
CN110233664A (zh) 一种无线光通信的跟瞄控制系统及跟瞄控制方法
Cenkeramaddi et al. A novel angle estimation for mmWave FMCW radars using machine learning
CN110989695B (zh) 一种移动平台上的太阳自动跟踪装置及方法
Lee et al. Extrinsic and temporal calibration of automotive radar and 3D LiDAR
KR102037945B1 (ko) 다중 표적 탐지용 복합 광학 시스템 및 그를 위한 장치
CN106569206B (zh) 一种基于微波光学复合的目标探测方法
CN112348882A (zh) 一种基于多源探测器的低空目标跟踪信息融合方法和系统
CN116577776B (zh) 一种多源自主协同的目标探测与智能识别方法及系统
CN107561495A (zh) 一种基于激光跟踪的室内三维定位方法
CN113447908A (zh) 一种固定式雷达探测目标的gps北斗坐标获取方法以及装置
CN115060118A (zh) 无源反无人机设备及其方法
CN110278417A (zh) 基于毫米波雷达的监控设备快速定位方法及系统
WO2023083164A1 (zh) 目标追踪方法、信号融合方法、装置、终端和存储介质
CN108287344A (zh) 基于猫眼逆向调制的探测与识别装置与方法
WO2023142181A1 (zh) 一种图像融合激光的雷达调光方法及系统

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant