CN208805583U - 一种高速周扫型激光扫描探测系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种高速周扫型激光扫描探测系统，包括云台单元、成像探测器单元、激光发射单元、光学系统、反射镜控制驱动单元，所述成像探测器单元采用线阵近红外探测器，所述激光发射单元包括激光器、激光驱动，所述光学系统包括激光发射扩束镜、柱形镜、静态反射镜、快速反射镜和物镜，所述反射镜控制驱动单元包括反射镜控制/驱动模块、反射镜电机模组，还包括处理器单元。本实用新型不仅实现了360°全景周视高速激光探测成像，还采用快速反射镜扫描实现对某个视场范围的高帧率激光探测与成像，在低激光发射功率下实现了高速、大视场、远距离的激光主动探测，速度快、反应时间短，提高了发现敌方观瞄设备观察或偷窥我方目标的效率。
Description
技术领域
本实用新型属于激光探测成像领域，涉及一种高速高效周扫型激光扫描探测系统，适用于需要快速反狙击、反偷窥应用场合。
背景技术
用激光主动照射，利用光电设备“猫眼效应”发现通过瞄准镜、望远镜 、测距机等观瞄设备观察我方的目标是一种可以提前发现潜在威胁的光电侦察措施，但目前公开的激光探测产品或探测方法存在速度低，探测时间长的问题，尤其在需要对周围进行360°的全范围探测时，扫描周期的时间就更长，不能及时快速发现隐藏着的观察、瞄准或偷窥光电设备。
实用新型内容
为了克服现有技术的上述缺点，本实用新型采用线形激光照射，线阵近红外探测器同步成像及云台高速匀扫的形式实现高速高效的激光探测，能够快速全景探测成像，而且在固定视场探测时采用快速反射镜扫描实现对某个视场范围的高帧率激光探测成像。
为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种高速周扫型激光扫描探测系统，包括云台单元、成像探测器单元、激光发射单元、光学系统、反射镜控制驱动单元，所述云台单元包括云台控制器、编码器、电机和驱动及转台机构框架，所述成像探测器单元采用线阵近红外探测器，所述激光发射单元包括激光器、激光驱动，所述光学系统包括激光发射扩束镜、柱形镜、静态反射镜、快速反射镜和物镜，所述反射镜控制驱动单元包括反射镜控制/驱动模块、反射镜电机模组；还包括处理器单元，所述处理器单元一方面实现反射镜控制驱动单元、激光发射单元及成像探测器单元的同步控制，另一方面实现成像处处理和目标检测。
进一步的，所述激光发射单元、成像探测器单元、光学系统、反射镜控制驱动单元置于云台单元之上。
进一步的，所述激光发射单元中激光器在激光驱动的驱动下发出激光通过激光发射扩束镜、柱形镜后整形为一线列激光，通过静态反射镜中小孔到快速反射镜上，反射后通过物镜照射到目标上。
进一步的，所述成像探测器单元，采用线阵近红外探测器成像，线阵近红外探测器可为单线列或延迟积分多线列，目标光线经物镜到快速反射镜上，再经静态反射镜反射后通过探测器透镜投到探测器上。
进一步的，所述反射镜控制驱动单元中反射镜控制/驱动模块在处理器的控制下驱动反射镜电机模组，反射镜电机模组带动反射镜实现快速偏转，反射镜电机模组包括电机和位置传感器。
进一步的，所述云台单元中云台控制器、编码器、电机和驱动置于转台机构框架内，实现云台单元不同模式转动。
进一步的，所述处理器单元通过同步云台单元速度，协调控制快速反射镜偏转和激光发射单元发射激光，同时采集探测成像单元的线列成像信息，通过快速反射镜不断偏转实现对区域的线列激光照射与扫描，并进行拼接成像，获取扫描区域的目标图像，处理器单元根据获取的激光照射图像信息采用图像处理的方法检测出目标。
进一步的，所述激光探测在360°周视扫描时，成像帧频不小于1Hz,所述激光探测在固定视场凝视激光成像扫描时，成像帧频不小于25Hz。
与现有技术相比，本实用新型有益效果：一种高速周扫型激光扫描探测系统，采用线阵近红外探测器件与近红外线形激光同步照射，不仅实现了360°全景周视高速激光探测成像，还采用快速反射镜扫描实现对某个视场范围的高帧率激光探测与成像，在低激光发射功率下实现了高速、大视场、远距离的激光主动探测，速度快、反应时间短，大大提高了发现使用瞄准镜、望远镜 、测距机等观瞄设备观察或偷窥我方目标的效率。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图 1 是本实用新型的系统结构示意图；
图 2 是本实用新型的全景周视激光扫描探测示意图；
图 3 是本实用新型的固定视场激光扫描探测示意图。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的技术方案进行详细的描述：
如图1所示，一种高速周扫型激光扫描探测系统，包括激光发射单元、成像探测器单元、光学系统、反射镜控制驱动单元和云台单元。其中激光发射单元包括激光器1、激光驱动2，成像探测器单元包括采用线阵近红外探测器5，光学系统包括激光发射扩束镜3、柱形镜4、探测器透镜6，静态反射镜7、静态反射镜8、快速反射镜9和物镜11，所述反射镜控制驱动单元包括反射镜控制/驱动模块12和反射镜电机模组10，处理器单元13则实现反射镜、激光及探测器的同步控制、成像处处理和目标检测，所述云台单元14包括云台控制器、编码器、电机和驱动及转台机构框架。
激光发射单元的激光器1在激光驱动2的驱动下发出激光，通过激光发射扩束镜3，柱形镜4后整形为一线列激光，通过反射镜8中小孔到快速反射镜9上，反射后通过物镜11照射到目标上。
线阵近红外探测器5可为单线列或延迟积分多线列，目标光线经物镜11到快速反射镜9上，再经静态反射镜7、静态反射镜8反射后通过探测器透镜6投到探测器5上成像。
反射镜控制驱动单元的反射镜控制/驱动模块12在处理器的控制下驱动反射镜电机模组10，反射镜电机模组带动反射镜实现快速偏转，反射镜电机模组包括电机和位置传感器。
云台单元的云台控制器、编码器、电机和驱动置于转台机构框架内，实现云台不同模式转动。
处理器单元13作为系统的主要核心处理控制单元，通过同步云台单元14速度，协调控制快速反射镜9偏转和激光发射单元发射激光，同时采集探测成像单元的线列成像信息，通过快速反射镜9不断偏转实现对区域的线列激光照射与扫描，并进行拼接成像，获取扫描区域的目标图像，处理器单元根据获取的激光照射图像信息采用图像处理的方法检测出目标。图像帧频根据扫描视场而不同，如果是360°周视扫描，成像帧频不小于1Hz,而对于固定视场凝视激光成像则成像帧频不小于25Hz。
如图2所示， 360°周视全景激光扫描探测的基本原理为：
S1:云台14绕轴15进行360°范围的匀速扫描；
S2: 快速反射镜9固定不偏转，线列激光通过反射镜照射覆盖目标区域16，覆盖范围不小于线阵探测器的的瞬时视场，如果是N列的，则需要同时覆盖N列视场。
S3: 目标区域16的目标激光反射回波信号通过快速反射镜9再反射到线阵成像探测上；
S4: 通过云台的连续旋转，线阵探测器采集到360°的每一列图像，经处理器单元拼接处理后获得一帧全景激光图像；
S5: 通过隔帧照射，获取两幅全景图像进行对比分析，检测并标识出目标。
如图3所示， 固定视场激光扫描探测的基本原理为：
S1:云台14固定不转；
S2: 处理器单元控制快速反射镜9高速往复偏转，偏转角度为一固定角度；
S3: 在快速反射镜9偏转的线性区域，在视场一边的一个时刻，激光发射单元发射线列激光覆盖目标区域c，覆盖范围不小于线阵探测器的的瞬时视场，如果是N列的，则需要同时覆盖N列视场,在扫描视场的另一边，激光发射单元发射线列激光覆盖目标区域a.
S4: 在快速反射镜9偏转发射线列激光的同时，线阵探测器采集线列图像，在处理器单元中完成扫描图像的拼接，扫描方向可从a->c, 然后c->a,往复扫描，视场扫描一次为一帧；
S5: 通过隔帧照射，获取两幅图像进行对分析，检测并标识出目标。
以上所述仅是本申请的具体实施方式，应当指出，在于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本申请的保护范围。
Claims (8)
1.一种高速周扫型激光扫描探测系统，其特征在于：包括云台单元、成像探测器单元、激光发射单元、光学系统、反射镜控制驱动单元，所述云台单元包括云台控制器、编码器、电机和驱动及转台机构框架，所述成像探测器单元采用线阵近红外探测器，所述激光发射单元包括激光器、激光驱动，所述光学系统包括激光发射扩束镜、柱形镜、静态反射镜、快速反射镜和物镜，所述反射镜控制驱动单元包括反射镜控制/驱动模块、反射镜电机模组；还包括处理器单元，所述处理器单元一方面实现反射镜控制驱动单元、激光发射单元及成像探测器单元的同步控制，另一方面实现成像处理和目标检测。
2.根据权利要求1所述的一种高速周扫型激光扫描探测系统，其特征在于：所述激光发射单元、成像探测器单元、光学系统、反射镜控制驱动单元置于云台单元之上。
3.根据权利要求1所述的一种高速周扫型激光扫描探测系统，其特征在于：所述激光发射单元中激光器在激光驱动的驱动下发出激光，通过激光发射扩束镜、柱形镜后整形为一线列激光，通过静态反射镜中小孔到快速反射镜上，反射后通过物镜照射到目标上。
4.根据权利要求1所述的一种高速周扫型激光扫描探测系统，其特征在于：所述成像探测器单元，其采用线阵近红外探测器成像，线阵近红外探测器可为单线列或延迟积分多线列，目标光线经物镜到快速反射镜上，再经静态反射镜反射后通过探测器透镜投到探测器上。
5.根据权利要求1所述的一种高速周扫型激光扫描探测系统，其特征在于：所述反射镜控制驱动单元中反射镜控制/驱动模块在处理器的控制下驱动反射镜电机模组，反射镜电机模组带动反射镜实现快速偏转，反射镜电机模组包括电机和位置传感器。
6.根据权利要求1所述的一种高速周扫型激光扫描探测系统，其特征在于：所述云台单元中云台控制器、编码器、电机和驱动置于转台机构框架内，实现云台单元不同模式转动。
7.根据权利要求1所述的一种高速周扫型激光扫描探测系统，其特征在于：所述处理器单元通过同步云台单元速度，协调控制快速反射镜偏转和激光发射单元发射激光，同时采集探测成像单元的线列成像信息，通过快速反射镜不断偏转实现对区域的线列激光照射与扫描，并进行拼接处理，获取扫描区域的目标图像，处理器单元根据获取的激光照射图像信息采用图像处理的方法检测出目标。
8.根据权利要求1所述的一种高速周扫型激光扫描探测系统，其特征在于：所述激光探测在360°周视扫描时，成像帧频不小于1Hz,所述激光扫描在固定视场凝视激光成像扫描时，成像帧频不小于25Hz。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201821375701.3U CN208805583U (zh) | 2018-08-24 | 2018-08-24 | 一种高速周扫型激光扫描探测系统 |
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|---|---|
| CN208805583U true CN208805583U (zh) | 2019-04-30 |
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ID=66235616
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| CN201821375701.3U Active CN208805583U (zh) | 2018-08-24 | 2018-08-24 | 一种高速周扫型激光扫描探测系统 |
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109188548A (zh) * | 2018-08-24 | 2019-01-11 | 河南中光学集团有限公司 | 一种高速周扫型激光扫描探测系统 |
| CN110954993A (zh) * | 2019-12-11 | 2020-04-03 | 武汉邮电科学研究院有限公司 | 实现多进多出的波长选择开关、光路由节点及方法 |
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2018
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