一种基于压缩感知的激光雷达成像装置及成像方法

摘要

一种基于压缩感知的激光雷达成像装置及方法，该装置包括一个调幅激光光源、一个扩束装置、两个透镜、一个DMD数字微镜、一个APD光电探测器、一个高通滤波器、一个乘法器、一个低通滤波器、两个AD模数转换器、控制系统以及图像重构系统；激光发射后，被成像物体散射后投射到DMD数字微镜表面，反射光经过另一透镜聚焦后由APD单点探测器接收，并转化为放大的电压信号；电压信号在一条并联支路上依次经过高通滤波、混频和低通滤波，并经过模数转换进入重构系统；同时电压信号在另一条并联支路上直接经过模数转换进入重构系统；根据两条支路上的输入信号和DMD控制装置对应的随机矩阵，结合一定的重构算法，重构系统就能够完成成像；本发明在很大程度上提高成像速率和成像质量。

主权项

一种基于压缩感知的激光雷达成像装置，其特征在于：包括调幅激光光源(1)，固定于调幅激光光源(1)出光端的扩束装置(2)，设置在扩束装置(2)出光光路上的目标物体，设置在目标物体散射光路上的第一聚焦透镜(3)，设置在第一聚焦透镜(3)聚焦光路上的DMD数字微镜(4)，设置在DMD数字微镜(4)出光光路上的第二聚焦透镜(5)，依次设置在第二聚焦透镜(5)聚焦光路上的APD单点探测器(6)、高通滤波器(7)、乘法器(8)、低通滤波器(9)和第一AD模数转换器(10)，与第一AD模数转换器(10)连接的图像重构系统(13)；还包括与DMD数字微镜(4)连接的控制系统(12)以及连接在APD单点探测器(6)和高通滤波器(7)间的第二AD模数转换器(11)，所述控制系统(12)和第二AD模数转换器(11)均与图像重构系统(13)连接；调幅激光光源(1)发射的调幅激光首先经扩束装置(2)扩束，经目标物体散射后依次经过聚焦透镜(3)、DMD数字微镜(4)、聚焦透镜(5)、APD单点探测器(6)转为放大的电压信号，又依次经过高通滤波器(7)、乘法器(8)、低通滤波器(9)、第一AD模数转换器(10)进入图像重构系统(13)，电压信号同时又直接经过第二AD模数转换器(11)进入图像重构系统(13)，控制系统(12)控制每次采样的开始和终止，同时控制DMD数字微镜(4)的开关状态，并把随机矩阵的各列依次输入图像重构系统(13)。