CN115586540A - 成像系统、信号探测方法和探测装置 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种成像系统、信号探测方法和探测装置，应用辅助驾驶领域。成像系统包括：驱动装置，用于以目标周期驱动反光装置绕第一方向转动，第一方向平行于载具所处的水平面且垂直于承载该成像系统的载具的运动方向；反光装置，用于将光信号反射至探测装置；探测装置，用于对与目标周期内的N个时刻对应的N个瞬时视场的瞬时光信号进行探测，以生成与N个时刻对应的N个图像，每个瞬时视场包括第一方向的瞬时视场和均垂直于第一方向和载具的运动方向的第二方向的瞬时视场，探测装置在第一方向的瞬时视场大于在第二方向的瞬时视场，探测装置在第二方向的瞬时视场随着反光装置的转动而发生移动。该成像系统可以实现大视角、高空间分辨率的成像。

Description

成像系统、信号探测方法和探测装置

技术领域

本申请涉及辅助驾驶领域，更具体地，涉及一种成像系统、信号探测方法和探测装置。

背景技术

随着社会的发展，智能运输设备、智能家居设备、机器人等智能终端正在逐步进入人们的日常生活中。探测装置在智能终端上发挥着十分重要的作用。例如，探测装置可以用于智能终端的辅助驾驶成像系统中，进而探测装置可以预先察觉到可能发生的危险并辅助智能终端采取必要的规避手段，有效增加了智能终端的安全性。

目前，应用在辅助驾驶成像系统中的探测装置可以包括可见光(波长范围为0.4μm-0.7μm)探测装置和红外光(波长范围为8μm-14μm)探测装置。相对于可见光探测装置，红外光探测装置在低照度、雨雪、雾霾等恶劣天气环境下具有明显的成像能力优势。此外，可见光探测装置常用的探测装置材料为硅，成本低廉，可以轻松实现几百万面阵甚至千万级别面阵的像素规模。长波红外的探测装置材料可以为氧化钒、多晶硅、氧化钛等，这些材料都非常昂贵，且生产工艺较为复杂，现有常用的长波红外探测装置大多还停留在几万面阵或几十万面阵的像素规模，例如：256×192、384×288、640×512、1024×768。像素规模越大，探测装置成本越高。为了降低探测装置的使用成本，可以考虑利用更小像素规模的红外光探测装置(例如384×64)。然而在一定的角分辨率(每度上有多少个像素，)要求下，像素规模的大小决定了成像视场的大小。因此，小像素规模的面阵探测装置难以实现大视场成像。

发明内容

本申请提供一种成像系统、信号探测方法和探测装置，可以采用小规模的探测装置，实现大视角、高空间分辨率的成像。

第一方面，提供了一种成像系统，所述成像系统包括驱动装置、反光装置和探测装置，其中，所述驱动装置用于：以目标周期驱动所述反光装置绕旋转轴转动，所述旋转轴平行于第一方向，所述第一方向平行于载具所处的水平面且垂直于所述载具的运动方向，所述载具用于承载所述驱动装置、所述反光装置和所述探测装置；所述反光装置用于：将光信号反射至所述探测装置；所述探测装置用于：在所述目标周期内的N个时刻，分别对与所述N个时刻对应的N个瞬时视场的瞬时光信号进行探测，以生成与所述N个时刻对应的N个图像，所述N大于或等于2，且所述N为正整数，其中，所述N个瞬时视场中的每个瞬时视场包括所述第一方向的瞬时视场和所述第二方向的瞬时视场，所述第二方向均垂直于所述第一方向和所述载具运动的方向，所述探测装置在所述第一方向的瞬时视场大于在所述第二方向的瞬时视场，所述探测装置在所述第二方向的瞬时视场随着所述反光装置的转动而发生移动。

示例性地，载具包括但不限于：智能运行设备(车辆、电动车、无人机)、智能家居设备、智能制造设备、智能穿戴设备或者机器人等。该智能运输设备例如可以是自动导引运输车(automated guided vehicle，AGV)、或无人运输车。

反射装置可绕旋转轴转动，即反光装置在扫描平面的投影会随着反光装置的转动而发生移动。其中，扫描平面垂直于载具所处的水平面且平行于载具运动的方向。进而，反光装置能够将反光装置处于不同位置(或角度)处的光信号反射至探测装置，即探测装置在第二方向的瞬时视场会随着反光装置的转动而发生移动。

本申请实施例提供的成像系统包括驱动装置、反光装置和探测装置，驱动装置以目标周期驱动反光装置绕旋转轴转动，故在一个目标周期内，探测装置在第二方向的全视场(全视场可以理解为探测装置在第二方向上N个的瞬时视场的叠加)相对于现有的成像系统在第二方向的全视场(瞬时视场)是增大的，进而在一个目标周期内，探测装置在第二方向具有更广的视场探测能力，可以探测到更多的光信号。同时，由于探测装置在水平面的视场大于探测装置在扫描平面的视场，则也保证了探测装置在水平面方向上的视场。进而探测装置可以在N个时刻中的第n时刻，可以对第n个瞬时视场内的光信号进行探测，以得到N个图像中的第n个图像，这样，在目标周期内的N个时刻，探测装置可以探测到N个图像，提高了成像系统成像的范围。

此外，可以用小规模(例如H384×V48)的探测装置替代大规模(例如H384×V288)的探测装置，达到大规模的红外探测装置的视场和角分辨率，这样，降低了成像系统的成本。

结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，所述探测装置还用于：分别将所述每个瞬时视场探测的瞬时光信号转换为电信号；所述成像系统还包括图像处理装置，用于：接收来自所述探测装置发出的所述每个瞬时视场探测的瞬时光信号对应的电信号；根据所述每个瞬时视场探测的瞬时光信号对应的电信号，分别生成所述N个图像。

结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，所述图像处理装置还用于：将所述N个图像进行拼接，生成单帧图像。

图像处理装置将探测装置在目标周期内的N个时刻探测到的N个图像进行拼接，生成单帧图像，提高了成像系统的成像的范围。

结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，所述图像处理装置还用于：获取所述载具的移动速率；根据所述移动速率，调整拼接所述N个图像的速率。

图像处理装置通过获取的载具的移动速率，调整拼接所述N个图像的速率，进而完成拼接速率(即图像处理装置生成单帧图像的速率)的实时调整。进而可以使得拼接速率和扫描速率匹配，提高了该成像系统成像的灵活度。

结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，所述成像系统还包括控制装置，用于：获取所述载具的移动速率；根据所述移动速率，确定转动速率；控制所述驱动装驱动所述反光装置以所述转动速率绕所述旋转轴转动。

通过载具的移动速率，可以实时的对反光装置的扫描速率进行调整。进而该成像系统可以根据实际情况，灵活地调节扫描速率，提高了该成像系统成像的灵活度。

结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，所述控制装置还具体用于：将所述移动速率与转换系数的乘积确定为所述转动速率。

在转换系数一定的情况下，扫描速率和移动速率成正相关关系。这样，在载具高速行驶的情况下，扫描速率较高，即成像系统对载具周围环境的图像采集频率增加，提高载具的安全性；在载具低速行驶的情况下，扫描速率较低，即成像系统对载具周围环境的图像采集频率减少，减少了不必要的功耗。

结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，所述转换系数是根据输出单帧图像的帧率系数确定的。

结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，所述成像系统还包括监测装置，用于：监测所述载具的移动速率；所述图像处理装置还具体用于：从所述监测装置获取所述移动速率，和/或，所述控制装置还具体用于：从所述监测装置获取所述移动速率。

第二方面，提供了一种信号探测方法，所述方法包括：在目标周期内的N个时刻，探测装置分别对与所述N个时刻对应的N个瞬时视场的瞬时光信号进行探测，以生成与所述N个时刻对应的N个图像，所述N大于或等于2，且所述N为正整数；其中，所述N个瞬时视场中的每个瞬时视场包括第一方向的瞬时视场和第二方向的瞬时视场，所述探测装置在所述第一方向的瞬时视场大于在所述第二方向的瞬时视场，所述探测装置在所述第二方向的瞬时视场随着反光装置的转动而发生移动，所述反光装置被驱动装置以所述目标周期驱动并绕旋转轴转动，所述旋转轴平行于所述第一方向，所述第一方向平行于载具所处的水平面且垂直于所述载具的运动方向，所述第二方向均垂直于所述第一方向和所述载具的运动方向，所述载具用于承载所述探测装置。

通过上述信号探测方法，探测装置可以在N个时刻中的第n时刻，可以对第n个瞬时视场内的光信号进行探测，以得到N个图像中的第n个图像。其中，n＝2，3……N。这样，在目标周期内的N个时刻，探测装置可以得到N个图像。由于反光装置可以绕旋转轴转动，故在一个目标周期内，探测装置在第二方向具有更广的视场探测能力，可以探测到更多的光信号。同时，由于探测装置在水平面的视场大于探测装置在扫描平面的视场，则也保证了探测装置在水平面方向上的视场。

结合第二方面，在第二方面的某些实现方式中，所述信号探测方法还包括：所述探测装置分别将所述每个瞬时视场探测的瞬时光信号转换为电信号。

第三方面，提供了一种探测装置，所述探测装置包括：探测单元，用于在目标周期内的N个时刻，分别对与所述N个时刻对应的N个瞬时视场的瞬时光信号进行探测，以生成与所述N个时刻对应的N个图像，所述N大于或等于2，且所述N为正整数；其中，所述N个瞬时视场中的每个瞬时视场包括第一方向的瞬时视场和第二方向的瞬时视场，所述探测装置在所述第一方向的瞬时视场大于在所述第二方向的瞬时视场，所述探测装置在所述第二方向的瞬时视场随着反光装置的转动而发生移动，所述反光装置被驱动装置以所述目标周期驱动并绕旋转轴转动，所述旋转轴平行于所述第一方向，所述第一方向平行于载具所处的水平面且垂直于所述载具的运动方向，所述第二方向均垂直于所述第一方向和所述载具的运动方向，所述载具用于承载所述探测装置。

结合第三方面，在第三方面的某些实现方式中，所述探测装置还包括：光电转换单元，用于分别将所述每个瞬时视场探测的瞬时光信号转换为电信号。

第四方面，提供了一种探测装置，包括处理器和存储器，所述存储器用于存储计算机执行指令，所述处理器用于读取所述存储器中存储的所述计算机执行指令，以实现第二方面以及第二方面中各种实现方式中的任意一种实现方式中所述的信号探测方法。

第五方面，提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有计算机程序，当所述计算机程序在一个或多个处理器上运行时，使得所述计算机执行第二方面以及第二方面中各种实现方式中的任意一种实现方式中所述的信号探测方法。

第六方面，提供了一种芯片系统，包括至少一个处理器和接口，所述至少一个处理器，用于调用并运行计算机程序，以使所述芯片系统执行第二方面以及第二方面中各种实现方式中的任意一种实现方式中所述的信号探测方法。

第七方面，提供一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括计算机程序，当所述计算机程序产品被计算机执行时，该计算机执行第二方面以及第二方面中各种实现方式中的任意一种实现方式中所述的信号探测方法。

第八方面，提供了一种终端设备，包括第三方面以及第三方面中各种实现方式中的任意一种实现方式中所述的成像系统，或者所述终端设备包括第三方面以及第三方面中各种实现方式中的任意一种实现方式中所述的探测装置，或者包括第四方面所述的探测装置。

进一步，该终端可以为智能运输设备(车辆或者无人机)、智能家居设备、智能制造设备或者机器人等。该智能运输设备例如可以是自动导引运输车(automated guidedvehicle，AGV)、或无人运输车。

附图说明

图1为本申请实施例提供的一例成像系统。

图2为本申请实施例提供的一例应用场景的示意图。

图3为本申请实施例提供的一例探测装置在第二方向的视场示意图。

图4为本申请实施例提供的一例探测装置在第一方向的视场示意图。

图5为本申请实施例提供的一例光学镜组的设置位置的示意图。

图6为本申请实施例提供的另一例光学镜组的设置位置的示意图。

图7为本申请实施例提供的一例光信号的传输路径示意图。

图8为本申请实施例提供的一例信号探测方法的示意流程图。

图9为本申请实施例提供的一例探测装置的示意结构图。

图10是本申请实施例提供的另一种探测装置的示意性结构图。

具体实施方式

下面将结合附图，对本申请中的技术方案进行描述。

本申请实施例涉及的小规模的探测装置是相对于大规模的探测装置而言。其中，规模可以理解为总像素的规模。

本申请实施例提供的成像系统可以应用于辅助驾驶成像领域。

本申请实施例提供的探测装置可以安装在终端设备上。

本申请实施例对终端设备不作限定。例如，该终端设备包括但不限于：智能运行设备(车辆、电动车、无人机)、智能家居设备、智能制造设备、智能穿戴设备或者机器人等。该智能运输设备例如可以是AGV、或无人运输车。

目前，在一个示例中，成像系统包括车辆转向随动机构、长波红外相机、方向盘感测机构、电子控制单元(electronic control unit，ECU)模块。其中，车辆转向随动机构，可旋转地安装在车辆前部，随着方向盘的转动而旋转对应的角度；长波红外相机，设置在车辆旋转(转向)随动机构上，与车辆转向随动机构同步旋转并实时拍摄；方向盘感测机构，安装在方向盘上，实时感测该方向盘的转动角度和该车辆的档位位置，输出对应的信息；ECU模块，基于转动角度信息和档位信息生成并输出用于控制该车辆转向随动机构的旋转控制信号。由于长波红外相机与方向盘一起旋转，在长波红外相机中的探测器规模有限的情况下，扩展了长波红外相机的可成像视场范围。但是，该长波红外相机对单帧图像的视场范围并未改变，因此该方案并未解决单帧图像视野受限的问题。

此外，若要增大长波红外相机的视场范围，需要增大探测器的规模。例如，为了满足120°水平视场的辅助驾驶需求，可以选择1024×768的探测器规模。由于探测器规模越大，成本越高。从辅助驾驶安全角度考虑，该方案中长波红外相机中的探测器规模不会太小，因此该成像系统成本高。

在另一个示例中，当采用小规模的探测器时，可以利用高精度的像方扫描机构带动探测器进行二维运动，以使探测器在像面上高精度且快速的平移，并将不同平移位置下所成的小图像拼接，最终输出单帧大视场图像。但是，探测器是有源器件，需要线缆进行供电和信号传输，是整个成像系统中较为脆弱的部分，将探测器不断高速地平移，会严重影响探测器使用寿命。此外，探测器高速平移的精密机构(例如，上文所述的像方扫描机构)加工和校准精度难以保证。

在又一个示例中，在航天领域中，成像系统可以包括长波红外光学镜头、探测器、反射镜和横滚环架。在横滚环架的带动下，绕横滚轴(也是光学系统光轴)做穿轨方向的摆扫运动，摆扫速率和曝光成像的帧频相匹配，同时45°反射镜在沿飞行轨道方向上补偿飞行移动产生的像移。最后将多个瞬时视场图像拼接，输出单帧大视场图像。此时，该成像是空对地成像，因此扫描方向需要与飞行器运动方向相垂直，这些扫描方式显然不适用于地面成像系统。此外，航天领域的扫描成像场景单一，因此转动速率恒定，而辅助驾驶领域场景经常变化，恒定的转动速率不适用于地面成像系统。

因此，本申请实施例提供了一种成像系统。该成像系统可以采用小规模的探测装置，实现大视角、高空间分辨率的成像。此外，由于成像系统采用小规模的探测装置，成本较低。

本申请实施例对探测装置的种类不作限定。例如但不限于该探测装置为红外光探测装置。

本申请实施例对小规模的探测装置的规模不作限定。例如但不限于：像素总数小于256×192的探测装置、像素总数小于384×288的探测装置、像素总数小于640×512的探测装置或像素总数小于1024×768的探测装置。

以下，结合附图对本申请实施例提供的成像系统进行详细介绍。

如图1所示，该成像系统100包括驱动装置110、反光装置120和探测装置130。其中，驱动装置110可以以目标周期驱动反光装置120绕旋转轴转动，旋转轴平行于第一方向，第一方向平行于载具所处的水平面且垂直于载具的运动方向，载具用于承载驱动装置110、反光装置120和探测装置130。反光装置120可以将光信号反射至探测装置130。探测装置130可以在目标周期内的N个时刻，分别对与N个时刻对应的N个瞬时视场的瞬时光信号进行探测，以生成与N个时刻对应的N个图像，N大于或等于2，且N为正整数。其中，N个瞬时视场中的每个瞬时视场包括第一方向的瞬时视场和第二方向的瞬时视场，第二方向均垂直于第一方向和载具的运动方向，探测装置在第一方向的瞬时视场大于在第二方向的瞬时视场，探测装置在第二方向的瞬时视场随着反光装置的转动而发生移动。

本申请实施例对目标周期的大小不作限定。

反射装置120可绕旋转轴转动，即反光装置120在扫描平面的投影会随着反光装置120的转动而发生移动。其中，扫描平面垂直于载具所处的水平面且平行于载具运动的方向。

例如，图2为本申请实施例提供的一例应用场景的示意图。

如图2所示，x轴方向为载具的运动方向，也可以是探测装置130的宽度方向；y轴为探测装置130的长度方向(即y轴为旋转轴或第一方向的一例)；z轴为探测装置130的高度方向(即z轴为第二方向的一例)；xoy面平行于载具的水平面；xoz面平行于扫描平面。

例如，如图2所示，反射装置120可绕y轴转动，即反光装置120在扫描平面的投影会随着反光装置120的转动而发生移动。

在一些实施例中，驱动装置110以目标周期驱动反光装置120绕旋转轴转动可以理解为：驱动装置110可以驱动反光装置120在一个目标周期内转动一定的角度。

本申请实施例对反光装置120在一个目标周期内转动的角度的大小不作限定。例如，驱动装置110可以驱动反光装置120在一个目标周期内转动30°。

在一些实施例中，反光装置120在一个目标周期内转动的角度可以理解为反光装置120在一个目标周期内相对于反光装置120的初始状态对应的初始角度转动的角度。

示例性地，反光装置120在一个目标周期内转动的角度包括反光装置120在一个目标周期内相对于反光装置120的初始角度逆时针转动的角度和/或顺时针转动的角度。

本申请实施例对反光装置120的初始角度不作限定。

在一些实施例中，反光装置120在一个目标周期末会回位至初始状态。即可以理解为反光装置在一个目标周期内做往复运动(例如，往复摆动)。

本申请实施例对驱动装置110的结构不作限定。示例性地，驱动装置110可以包括电动机。即电动机驱动反光装置120转动。

示例性地，载具可以是上文所述的终端设备。

载具上承载驱动装置110、反光装置120和探测装置130，故载具的运动方向为驱动装置110、反光装置120或探测装置130的运动方向。

载具可以在载具所处的水平面上运动。

本申请实施例对反光装置120的结构不作限定。示例性地，反光装置120可以包括至少一个反光镜。

探测装置130在第一方向的瞬时视场可以理解为探测装置在水平面130的瞬时视场。探测装置130在第二方向的瞬时视场可以理解为探测装置130在扫描平面的瞬时视场。

对于辅助驾驶领域，由于载具是在陆地上，载具在水平面上的障碍物较多，在垂直平面上(即高度方向上)的障碍物较少，因此，载具所处的水平面方向的视场相对于垂直平面上视场更为重要。为了安全起见，辅助驾驶领域中，视觉需要保持在水平面的视场具有实时的观测能力，故一般情况下，探测装置130在水平面的瞬时视场大于探测装置130在扫描平面的视场。在本申请实施例中，即探测装置130在第一方向的瞬时视场大于在第二方向的瞬时视场。

在具体的实现过程中，可以将探测装置130的长边设置为与水平面平行且与载具的运动方向垂直。其中，探测装置130的长边可以理解为探测装置130的像素值最大的一边。此外，在本申请实施例提供的成像系统100中，反射装置120在驱动装置110以目标周期的驱动下可以绕旋转轴转动，即反射装置120在扫描平面内的投影可以随着驱动装置110的驱动发生移动。这样，在一个目标周期内，可以使得探测装置130在扫描平面(即垂直平面)的全视场(全视场可以理解为探测装置130在第二方向上N个的瞬时视场的叠加)增大。同时也保证了成像系统100在水平面上的全视场。

在本申请实施例中，探测装置130在第二方向上N个的瞬时视场叠加后的全视场对应的角度可以理解为探测装置130的扫描范围。

在本申请实施例中，探测装置130在第一方向上N个的瞬时视场叠加后的全视场对应的角度可以理解为探测装置130的观测范围。

例如，图3为本申请实施例提供的一例探测装置130在第二方向的视场示意图。如图3所示，视场A为探测装置130在扫描平面(xoz面)方向(即第二方向)的瞬时视场(目标周期内的某个时刻的瞬时视场)。视场B为一个目标周期后探测装置130在扫描平面(xoz面)方向的全视场。

由此可见，现有方案中，在一个目标周期内，探测装置130在扫描平面(即垂直平面)的视场为瞬时视场，且该瞬时视场对应的角度几乎保持不变。在本申请实施例中，在一个目标周期内，探测装置130在扫描平面(即垂直平面)的视场为N个瞬时视场叠加后的全视场。即可以理解为现有方案中探测装置130在扫描平面(即垂直平面)的视场为本申请实施例中N个瞬时视场中的某一个瞬时视场。因此，本申请实施例提供的成像系统100，在一个目标周期内，由于反光装置120可以绕旋转轴转动，故可以增大探测装置130在扫描平面(即垂直平面)的视场。

例如，图4为本申请实施例提供的一例探测装置130在第一方向的视场示意图。如图4所示，视场C为探测装置130在水平面(xoy面)的视场。由图4可知，探测装置130水平面方向始终保持了对载具正前方和两侧视场的覆盖。

根据图3和图4所示的视场，探测装置130在水平面(xoy面)的视场(视场C)大于探测装置130在扫描平面(xoz面)的视场(视场A)。

在一些实施例中，为了适应更多辅助驾驶领域的场景，可以对反光装置120的转动速率进行实时的调整。进而该成像系统100的可以根据实际情况，灵活地调节转动速率，提高了该成像系统100成像的灵活度。

示例性地，可以根据载具的移动速率，对反光装置120的转动速率进行实时的调整。

例如，成像系统100还包括监测装置140和控制装置150，监测装置140可以监测载具的移动速率，并将移动速率发送给控制装置150，控制装置150根据移动速率确定转动速率，并控制驱动装置110驱动反光装置120以转动速率绕旋转轴转动。

在一些实施例中，移动速率与转换系数的乘积为转动速率(或转动角速率)。

由此可见，在转换系数一定的情况下，转动速率和移动速率成正相关关系。这样，在载具高速行驶的情况下，转动速率较高，即在一个目标周期内，成像系统100对载具周围环境的图像采集频率增加，提高载具的安全性；在载具低速行驶的情况下，转动速率较低，即在一个目标周期内，成像系统100对载具周围环境的图像采集频率减少，减少了不必要的功耗。

在一个示例中，转换系数可以是预先设置的。

在另一个示例中，转换系数可以通过以下公式确定：

其中，f为输出单帧图像的帧率，r为输出帧率系数，v为载具的移动速率，C为主光轴变化角度，A为俯仰全视场角，B为俯仰瞬时视场角，u为转动速率，a为转换系数。

有上述公式可得：a＝(A-B)×r，即转换系数a与俯仰全视场角A、俯仰瞬时视场角B和输出帧率系数r相关。

例如，若r取0.5HZ·h/km，A为31.2°，B为5.2°，则转换系数a＝13°/s·h/km。则当移动速率v取100km/h时，图像的输出帧率为50HZ，转动速率为u＝650°/s。当移动速率v取50km/h时，图像的输出帧率为25HZ，转动镜角速率为325°/s。

可选地，在一些实施例中，用户可以修改该转换系数。

在一些实施例中，成像系统100还包括图像处理装置160。探测装置130还可以将N个瞬时视场中的每个瞬时视场探测到的瞬时光信号转换为电信号，并将每个瞬时视场探测的瞬时光信号对应的电信号发送给图像处理装置160。

相应的，图像处理装置160接收来自探测装置130发出的每个瞬时视场探测的瞬时光信号对应的电信号，并根据每个瞬时视场探测的瞬时光信号对应的电信号，生成N个图像图像。

在一些实施例中，图像处理装置160将N个图像进行拼接，生成单帧图像。换句话说，图像处理装置160可以在一个目标周期内，将N个瞬时视场采集到的N个图像进行拼接，生成单帧图像，提高了图像的覆盖范围。

在一些实施例中，为了让拼接速率(即图像处理装置160生成单帧图像的速率)和转动速率匹配，还可以对拼接速率进行实时调整。例如，成像系统100还包括监测装置140，监测装置140可以监测载具的移动速率，并将移动速率发送给图像处理装置160，图像处理装置160根据移动速率调整拼接N个图像的速率，进而完成拼接速率的实时调整。

在一些实施例中，为了提高成像系统100的成像质量，可以在成像系统100中设置光学镜组，使得更多的第一光信号反射至探测装置130。

本申请实施例对光学镜组包括的光学镜的结构和/或个数不作限定。

例如，图5和图6分别为本申请实施例提供的两例光学镜组的设置位置的示意图。

在一些实施例中，如图5所示，光学镜组170包括光学镜171和光学镜172。光学镜171可以设置在反射装置120入射光线的一侧，可以增加入射至反光装置120的光线，进而间接增加反射至探测装置130的光线。光学镜172可以设置在反射装置120发出光线的一侧，可以直接增加反射至探测装置130的光线。

在另一些实施例中，如图6所示，光学镜组170还可以只包括一个光学镜173。光学镜173可以设置在反射装置120发出光线的一侧，可以直接增加反射至探测装置130的光线。

可选地，该光学镜173也可以设置在反射装置120入射光线的一侧，可以增加入射至反光装置120的光线，进而间接增加反射至探测装置1300的光线。

以下，结合图7对第一光信号的传输路径进行描述。

例如，图7为本申请实施例提供的一例光信号的传输路径示意图。光信号到达反光装置120发生反射，并经过光学镜组170汇聚到探测装置130上。

示例性地，若成像系统100采用H384×V48规模的探测装置130，探测装置130的瞬时水平面方向的视场为42°，探测装置130的瞬时扫描平面的视场为5.2°，其中，H代表水平方向，V代表垂直方向。为了实现等同于H384×V288规模的探测装置130的成像视场及空间分辨率，需要在垂直视场上实现31.2°的覆盖，因此，反射装置120需要绕旋转轴转动的角度为13°。例如，如图7所示，以反射装置120分别绕旋转轴逆时针旋转6.5°、顺时针旋转6.5°为例，来达到反射装置120绕旋转轴转动13°。具体的，反射装置120绕旋转轴由位置0转动到位置1(可以理解为反射装置120绕旋转轴逆时针旋转6.5°)，以及绕旋转轴由位置0转动到位置2(可以理解为反射装置120绕旋转轴顺时针旋转6.5°)。此时，在一个目标周期内，探测装置130在第二方向的全视场为位置1至位置2之间角度对应的视场。由此可见，在一个目标周期内，小规模(例如H384×V48)的探测装置130可以达到大规模(例如H384×V288)的探测装置130的视场和角分辨率，这样，在相同的视场和角分辨率的要求下，可以用小规模的探测装置130替代大规模的红探测装置130，降低了成像系统的成本。

本申请实施例还提供了一种信号探测方法。该信号探测方法可以应用在上述探测装置130上。

例如，如图8为本申请实施例提供的一例信号探测方法200的示意结构图。

如图8所示，该信号探测方法200包括：

S210，在目标周期内的N个时刻，分别对与N个时刻对应的N个瞬时视场的瞬时光信号进行探测，以生成与N个时刻对应的N个图像，N大于或等于2，且N为正整数。

其中，N个瞬时视场中的每个瞬时视场包括第一方向的瞬时视场和第二方向的瞬时视场，探测装置在第一方向的瞬时视场大于在第二方向的瞬时视场，探测装置在第二方向的瞬时视场随着反光装置的转动而发生移动，反光装置被驱动装置以目标周期驱动并绕旋转轴转动，旋转轴平行于第一方向，第一方向平行于载具所处的水平面且垂直于载具的运动方向，第二方向均垂直于第一方向和载具的运动方向，载具用于承载探测装置。

在一些实施例中，该信号探测方法200还包括S220。

S220，分别将所述每个瞬时视场探测的瞬时光信号转换为电信号。

在一些实施例中，该信号探测方法200还包括S230。该S230在S220之后执行。

S230，发送所述电信号。

本申请实施例还提供了一种探测装置。例如但不限于该探测装置可以是上文所述的探测装置130。

通过上述信号探测方法200，探测装置可以在N个时刻中的第n时刻，可以对第n个瞬时视场内的光信号进行探测，以得到N个图像中的第n个图像，进而根据N个图像生成单帧图像。由于反光装置120可以绕旋转轴转动，故在一个目标周期内，可以使得探测装置在第二方向的全视场相对于现有的成像系统在第二方向的全视场(瞬时视场)是增大的，进而在一个目标周期内，探测装置在第二方向具有更广的视场探测能力，可以探测到更多的光信号。同时，由于探测装置在水平面的视场大于探测装置在扫描平面的视场，则也保证了探测装置在水平面方向上的视场。

例如，如图9为本申请实施例提供的一例探测装置300的示意结构图。如图9所示，该探测装置300包括：探测单元310，用于在目标周期内的N个时刻，分别对与所述N个时刻对应的N个瞬时视场的瞬时光信号进行探测，以生成与所述N个时刻对应的N个图像，所述N大于或等于2，且所述N为正整数；其中，所述N个瞬时视场中的每个瞬时视场包括第一方向的瞬时视场和第二方向的瞬时视场，所述探测装置在所述第一方向的瞬时视场大于在所述第二方向的瞬时视场，所述探测装置在所述第二方向的瞬时视场随着反光装置的转动而发生移动，所述反光装置被驱动装置以所述目标周期驱动并绕旋转轴转动，所述旋转轴平行于所述第一方向，所述第一方向平行于载具所处的水平面且垂直于载具的运动方向，所述第二方向均垂直于所述第一方向和所述载具的运动方向，所述载具用于承载所述探测装置。

在一些实施例中，该探测装置300还包括：光电转换单元320，用于所述每个瞬时视场探测的瞬时光信号转换为电信号。

在一些实施例中，该探测装置300还包括：通信单元330，用于发送所述电信号。

图10是本申请实施例提供的另一种探测装置示意性结构图。

如图10所示，探测装置400包括至少一个处理器410和接口电路420。

可选地，该探测装置400还可以包括存储器430，该存储器430用于存储程序。

示例的，存储器430可以是只读存储器(read only memory，ROM)，静态存储设备，动态存储设备或者随机存取存储器(random access memory，RAM)。存储器430可以存储程序，当存储器430中存储的程序被处理器410执行时，处理器410和接口电路420可以用于执行本申请实施例提供的成像方法200的各个步骤。也就是说，处理器410可以通过接口电路420从存储器430获取存储的指令，以执行本申请实施例提供的成像方法200的各个步骤。

示例的，处理器410可以采用通用的中央处理器(central processing unit，CPU)，微处理器，专用集成电路(application specific integrated circuit，ASIC)，图形处理器(graphic processing unit，GPU)或者一个或多个集成电路，用于执行相关程序，以实现本申请实施例提供的探测装置300中任一种可实现的方式中的单元所需执行的功能，或者执行本申请实施例提供的成像方法200的各个步骤。

示例的，处理器410还可以是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。在实现过程中，本申请实施例提供的成像方法200的各个步骤可以通过处理器中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。

示例的，上述处理器410还可以是通用处理器、数字信号处理器(digital signalprocessing，DSP)、专用集成电路(ASIC)、现成可编程门阵列(field programmable gatearray，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。可以实现或者执行本申请实施例提供的成像方法200的各个步骤。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。结合本申请实施例所提供的成像方法200的各个步骤可以直接体现为硬件译码处理器执行完成，或者用译码处理器中的硬件及软件模块组合执行完成。软件模块可以位于随机存储器，闪存、只读存储器，可编程只读存储器或者电可擦写可编程存储器、寄存器等本领域成熟的存储介质中。该存储介质位于存储器，处理器读取存储器中的信息，结合其硬件完成本申请实施例探测装置300中任一种可实现的方式中包括的单元所需执行的功能，或者执行本申请实施例提供的成像方法200的各个步骤。

示例的，接口电路420可以使用例如但不限于收发器一类的收发装置，来实现装置与其他设备或通信网络之间的通信。该接口电路420例如还可以是通信接口。

上述各个附图对应的流程的描述各有侧重，某个流程中没有详述的部分，可以参见其他流程的相关描述。

本申请实施例还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质具有程序指令，当所述程序指令被直接或者间接执行时，使得前文中的成像方法得以实现。

本申请实施例还提供了一种包含指令的计算机程序产品，当其在计算设备上运行时，使得计算设备执行前文中的成像方法，或者使得所述计算设备实现前文中的通信装置的功能。

本申请实施例还提供一种芯片系统，包括至少一个处理器和接口，所述接口用于为所述至少一个处理器提供程序指令或者数据，所述至少一个处理器用于执行所述程序指令，使得前文中的成像方法得以实现。

本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本申请的范围。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统、装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统、装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本申请各个实施例中的各功能单元(或装置)可以集成在一个处理单元(或处理装置)中，也可以是各个单元(或装置)单独物理存在，也可以两个或两个以上单元(或装置)集成在一个单元(或装置)中。

所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (16)

1.一种成像系统，其特征在于，所述成像系统包括驱动装置、反光装置和探测装置，其中，

所述驱动装置用于：以目标周期驱动所述反光装置绕旋转轴转动，所述旋转轴平行于第一方向，所述第一方向平行于载具所处的水平面且垂直于所述载具的运动方向，所述载具用于承载所述驱动装置、所述反光装置和所述探测装置；

所述反光装置用于：将光信号反射至所述探测装置；

所述探测装置用于：在所述目标周期内的N个时刻，分别对与所述N个时刻对应的N个瞬时视场的瞬时光信号进行探测，以生成与所述N个时刻对应的N个图像，所述N大于或等于2，且所述N为正整数，

其中，所述N个瞬时视场中的每个瞬时视场包括所述第一方向的瞬时视场和所述第二方向的瞬时视场，所述第二方向均垂直于所述第一方向和所述载具的运动方向，所述探测装置在所述第一方向的瞬时视场大于在所述第二方向的瞬时视场，所述探测装置在所述第二方向的瞬时视场随着所述反光装置的转动而发生移动。

2.根据权利要求1所述的成像系统，其特征在于，

所述探测装置还用于：

分别将所述每个瞬时视场探测的瞬时光信号转换为电信号；

所述成像系统还包括图像处理装置，用于：

接收来自所述探测装置发送的所述每个瞬时视场探测的瞬时光信号对应的电信号；

根据所述每个瞬时视场探测的瞬时光信号对应的电信号，分别生成所述N个图像。

3.根据权利要求2所述的成像系统，其特征在于，所述图像处理装置还用于：

将所述N个图像进行拼接，生成单帧图像。

4.根据权利要求3所述的成像系统，其特征在于，所述图像处理装置还用于：

获取所述载具的移动速率；

根据所述移动速率，调整拼接所述N个图像的速率。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的成像系统，其特征在于，所述成像系统还包括控制装置，用于：

获取所述载具的移动速率；

根据所述移动速率，确定转动速率；

控制所述驱动装置驱动所述反光装置以所述转动速率绕所述旋转轴转动。

6.根据权利要求5所述的成像系统，其特征在于，所述控制装置还具体用于：

将所述移动速率与转换系数的乘积确定为所述转动速率。

7.根据权利要求6所述的成像系统，其特征在于，所述转换系数是根据输出单帧图像的帧率系数确定的。

8.根据权利要求4至7中任一项所述的成像系统，其特征在于，所述成像系统还包括监测装置，用于：监测所述载具的移动速率；

所述图像处理装置还具体用于：从所述监测装置获取所述移动速率，和/或，

所述控制装置还具体用于：从所述监测装置获取所述移动速率。

9.一种信号探测方法，其特征在于，所述方法包括：

在目标周期内的N个时刻，探测装置分别对与所述N个时刻对应的N个瞬时视场的瞬时光信号进行探测，以生成与所述N个时刻对应的N个图像，所述N大于或等于2，且所述N为正整数；

其中，所述N个瞬时视场中的每个瞬时视场包括第一方向的瞬时视场和第二方向的瞬时视场，所述探测装置在所述第一方向的瞬时视场大于在所述第二方向的瞬时视场，所述探测装置在所述第二方向的瞬时视场随着反光装置的转动而发生移动，所述反光装置被驱动装置以所述目标周期驱动并绕旋转轴转动，所述旋转轴平行于所述第一方向，所述第一方向平行于载具所处的水平面且垂直于所述载具的运动方向，所述第二方向均垂直于所述第一方向和所述载具的运动方向，所述载具用于承载所述探测装置。

10.根据权利要求9所述的信号探测方法，其特征在于，所述信号探测方法还包括：

所述探测装置分别将所述每个瞬时视场探测的瞬时光信号转换为电信号。

11.一种探测装置，其特征在于，所述探测装置包括：

探测单元，用于在目标周期内的N个时刻，分别对与所述N个时刻对应的N个瞬时视场的瞬时光信号进行探测，以生成与所述N个时刻对应的N个图像，所述N大于或等于2，且所述N为正整数；

其中，所述N个瞬时视场中的每个瞬时视场包括第一方向的瞬时视场和第二方向的瞬时视场，所述探测装置在所述第一方向的瞬时视场大于在所述第二方向的瞬时视场，所述探测装置在所述第二方向的瞬时视场随着反光装置的转动而发生移动，所述反光装置被驱动装置以所述目标周期驱动并绕旋转轴转动，所述旋转轴平行于所述第一方向，所述第一方向平行于载具所处的水平面且垂直于所述载具的运动方向，所述第二方向均垂直于所述第一方向和所述载具的运动方向，所述载具用于承载所述探测装置。

12.根据权利要求11所述的探测装置，其特征在于，所述探测装置还包括：

光电转换单元，用于分别将所述每个瞬时视场探测的瞬时光信号转换为电信号。

13.一种探测装置，其特征在于，包括处理器和存储器，所述存储器用于存储计算机执行指令，所述处理器用于读取所述存储器中存储的所述计算机执行指令，以实现如权利要求9或10所述的信号探测方法。

14.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质中存储有计算机程序，当所述计算机程序在一个或多个处理器上运行时，使得所述计算机执行如权利要求9或10所述的信号探测方法。

15.一种芯片系统，其特征在于，包括至少一个处理器和接口，所述至少一个处理器，用于调用并运行计算机程序，以使所述芯片系统执行如权利要求9或10所述的信号探测方法。

16.一种终端设备，其特征在于，包括如权利要求1至8中任一项所述的成像系统，或者所述终端设备包括如权利要求11或12所述的探测装置，或者包括如权利要求13所述的探测装置。

Images