一种实现实时距离选通三维成像系统及成像方法

摘要

本发明公开了一种实现实时距离选通三维成像系统及方法，解决现有距离选通三维成像无法实现实时成像的问题。本发明中利用距离选通成像技术，在时序控制器输出的ABAB模式工作时序控制下，实现图像传感器、选通门和脉冲激光器的同步工作，获取空间感兴趣区的A‑B型二维选通视频流，该视频流中A型帧和B型帧帧间相邻，利用相邻帧间的时空相关性，建立当前帧与上一帧图像空间交叠区像素灰度比与距离能量比的映射关系，通过当前帧与上一帧动态在线解调的方式，采用距离选通超分辨率三维成像算法重建二维选通图像中丢失的距离信息，实现实时三维成像。本发明适应性好，灵活性强，无需增加新的硬件成本。

主权项

一种实现实时距离选通三维成像的方法，其特征在于，包括：步骤1、时序控制器产生ABAB模式工作时序，所述ABAB模式工作时序包括分别触发图像传感器、脉冲激光器和选通门的三路时序控制信号；步骤2、在所述触发图像传感器时序控制信号的作用下，所述脉冲激光器按照时序控制器产生的脉冲激光器时序控制信号发射激光脉冲，对目标进行照明；所述选通门按照时序控制器产生的选通门时序控制信号开启工作，生成选通脉冲，一个选通脉冲对应一个激光脉冲，构成脉冲对；所述图像传感器按照时序控制器产生的图像传感器时序控制信号以给定的曝光时间及帧频采集由脉冲对产生的目标回波信号，并输出图像；所输出的图像构成A型帧和B型帧交替循环出现的二维图像序列；其中，形成所述A型帧和B型帧的脉冲对内的激光脉冲和选通脉冲间的选通延时不同；步骤3、对所述二维图像序列，利用距离选通超分辨率三维成像算法进行动态在线解调，每个当前帧与其上一帧解调后形成一帧三维图像，动态输出形成的三维图像序列；其中，所述二维图像序列中相邻帧间运动目标像素位移变化量小于预设阈值ΔP，其满足关系和从而保证二维图像序列相邻帧间存在强时空相关性，其中v_//和v_⊥分别为运动目标相对于系统光轴的水平方向和垂直方向运动速度分量，ε_//和ε_⊥为图像水平向和垂直向的像素空间分辨率，f_FPS为图像传感器的帧频；所述二维图像序列中相邻帧的成像区间存在空间交叠区。