一种激光自动扫描探测方法及装置与流程

本发明属于光电探测技术领域，具体地涉及一种激光自动扫描探测方法及装置。

背景技术：

采用激光主动照射，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，相比声探测方法有可提前发现、探测精度高等优点，但目前公开的激光探测产品或探测方法，有的采用线列探测器扫描，刷新率低，有的采用手动操作扫描，自动化程度低，大部分不能成像，不利于对目标的搜索、观察与定位。

技术实现要素：

针对上述技术问题，本发明的目的在于提供一种激光自动扫描探测方法及装置，采用二维电动转台自动扫描，激光同步照射，面阵探测器成像，目标自动圈定等实现激光探测，可实现对多区域的自动扫描探测，自动化程度高；可对关键区域进行凝视探测，刷新率高；具有稳定功能，可实现移动式探测、激光双波段干扰。

本发明为一种激光自动扫描探测方法，采用二维电动转台承载激光探测组件实现电控自动扫描、自动探测，所述电动转台为二维转动机构，具有陀螺稳定功能，所述激光探测组件采用全局曝光面阵式近红外成像器件，所述激光探测组件选用近红外波长激光，通过图像处理算法与转台运动的同步实现自动扫描时的自动目标探测。

系统具体工作流程如下：

s0：系统开机，初始化；

s1：判断是固定状态操作或移动状态工作，移动状态工作式开启稳定工作模式，固定状态工作式关闭稳定模式；

s2:根据需要进行自动扫描识别或手动扫描识别；自动扫描识别时，可通过两种方式设置扫描区域，第一种方式是通过操纵杆转动转台到起始点角度，再移动到区域对角点位置，并分别把两个点位置信息保存下来，一般只设置一个扫描区域；另一种方法是先进行通过全景成像获取全景扫描图，在一个全景图上通过鼠标类设备（例如轨迹球）或触摸屏设置一个或多个区域；

s3：设置好后扫描区域后，则系统可选择“弓”形或“ν”形扫描，扫描模式可选连续或插值步进方式；

s4：在一个区域扫描，连续扫描模式下，转台在一个方向上匀速转动，转动过程中激光持续探测和识别；插值步进扫描模式下，每次高速转动到位停止后，根据到位同步信号，激光探测开始隔帧照射，通过软件自动探测可疑目标。如果设置有多个扫描区域则，逐个区域进行循环扫描探测，自动探测目标时采用自动阈值分割处理；

s5：自动探测到可疑目标后，自动声光报警，自动记录报警位置信息，并可在高清观察视频窗口标记出可疑目标位置，用户可继续扫描或通过界面或摇杆停止扫描并马上进行目标确认；

s6：确认时，快速预置到可疑目标处，采用高清大倍率变焦摄像系统观察以判断目标威胁度，如确认目标威胁后，可通过系统进行目标激光干扰。如为假目标或确认无威胁，则可从扫描停止位置处继续进行扫描；

s7：激光干扰可根据需要通过按键切换选择1.064um波长不可见光干扰或532nm波长绿光干扰或者两各波段同时输出。准备激光干扰时，通过高清大倍率变焦摄像系统干扰分化压准目标，压准目标时，先通过操纵杆快速把干扰分化移动到目标处，并可通过按键点动控制转台把干扰分化快速精密移动到目标上。

s8：压准目标后则可手动按键触发激光测距，激光干扰则根据测距距离自动调整光斑大小及光斑功率密度，使激光干扰在不同的距离处能够保证激光功率密度在一个安全有效的范围内。一次干扰触发，激光干扰几秒后自动结束，并在人机界面上显示状态，可根据情况连续多次干扰。

s9：干扰一个目标后，可选下一个报警的可疑目标进行威胁度确认并干扰或从扫描中断位置处继续扫描探测。

s10:手动扫描时，通过操纵杆操作二轴转台在方位及俯仰方向上带动探测模块转动实现对关键区域的连续探测，激光探测照射以较低频率闪烁，以适宜人眼观察识别发现目标，之后的目标确认及测距干扰的流程与自动扫描类似。

为实现上述激光探测方法，采用一种激光自动扫描探测装置，该装置由激光探测发射单元、激光猫眼成像单元、激光测距单元、高清观察单元、陀螺模块、激光干扰单元、电动转台组成，其中激光探测发射单元、激光猫眼成像单元、激光测距单元、高清观察单元、陀螺模块、激光干扰单元均承载在电动转台上，通过电动转台实现自动或手动扫描探测。

进一步的，所述电动转台采用力矩电机直接驱动，具有二轴陀螺稳定功能。

进一步的，所述激光探测发射单元采用面阵式近红外成像器件和近红外镜头；

进一步的，所述激光探测发射单元选用波长915nm/940nm/967nm的近红外激光。

本发明的有益效果：按照所述方法设计的系统装置，通过试样验证，能够快速发现定位望远镜、测距机、观察镜及摄像器材等观瞄设备，能够提前发现潜在实施观察、瞄准、偷窥的光电类设备，探测精度高等优点；能够采用自动/手动操作扫描，自动探测自动报警，自动化程度高；可对关键区域进行凝视探测，刷新率高、准实时探测，反应快；具有自动阈值计算功能，能够根据图像具有稳定功能，可实现移动式探测；激光干扰采用激光双波段干扰，干扰手段多，效果好。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，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发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的系统流程图；

图2为本发明的目标自动扫描探测识别流程图；

图3为本发明的全景图扫描区域规划示例图；

图4为本发明的“弓”形扫描路径；

图5为本发明的“n”形扫描路径；

图6为本发明的“弓”形步进插值扫描轨迹；

图7为本发明的“n”形步进插值扫描轨迹；

图8为本发明的结构示意图。

图9为图8的俯视图。

附图中，1、激光探测发射单元，2、激光猫眼成像单元，3、激光测距单元，4、高清观察单元，5、陀螺模块，6、激光干扰单元，7、电动转台，8、光电腔，9、连接固定底板10、激光固定板。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图1描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

一种激光自动扫描探测方法，其系统流程如下：

s0：如图１所示，系统开机，初始化；

s1：判断是固定状态操作或移动状态工作，移动状态工作式开启稳定工作模式，固定状态工作式关闭稳定模式；

s1:如图3所示，根据需要进行自动扫描识别或手动扫描识别，自动扫描识别时，可通过两种方式设置扫描区域，第一种方式是通过操纵杆转动转台到起始点角度，再移动到区域对角点位置，并分别把两个点信息保存下来，一般只设置一个扫描区域；另一种方法是先进行通过全景成像获取全景扫描图，在一个全景图上通过鼠标类设备（例如轨迹球）或触摸屏设置一个或多个区域；

s3：设置好后扫描区域后，则系统可选择“弓”形或“ν”形扫描，扫描模式可选连续或插值步进方式。

如图４、图５所示，“弓”形扫描的连续扫描曲线及步进插值扫描；

如图６、图７所示，“ν”字形扫描的连续扫描曲线及步进插值扫描；

s4：在一个区域扫描，连续扫描模式下，转台在一个方向上匀速转动，转动过程中激光持续探测和识别；插值扫描步进模式下，每次高速转动到位停止后，根据到位同步信号，激光探测启动并隔帧照射，通过软件自动识别探测可疑目标。如果设置有多个扫描区域则，逐个区域进行循环扫描探测；

s5：发现可疑目标后，自动声光报警，自动记录报警位置信息，并可在高清观察视频窗口标记出可疑目标位置，用户可继续扫描或通过界面或摇杆停止扫描马上进行确认；

s6：确认时，预置到可疑目标处，采用高清大倍率变焦摄像系统观察以判断目标威胁度，如确认目标威胁后，可通过系统进行目标激光干扰。如为假目标或确认无威胁，则可从扫描停止位置处继续进行扫描；

s7：激光干扰可根据需要通过按键切换选择1.064um波长不可见光干扰或532nm波长绿光干扰。准备激光干扰时，通过高清大倍率变焦摄像系统干扰分化压准目标，压准目标时，先通过操纵杆快速把干扰分化移动到目标处，并可通过按键点动控制转台把干扰分化快速精密移动到目标上。

s8：压准目标后则可手动按键触发激光测距，激光干扰则根据测距距离自动调整光斑大小及光斑功率密度，是激光干扰在不同的距离处能够保证激光功率密度在一个安全有效的范围内。一次干扰触发后，激光干扰几秒后自动结束，并在人及界面上显示状态，可根据情况连续多次干扰。

s9：干扰一个目标后，可选下一个报警可疑目标确认并干扰或从扫描中断位置处继续扫描探测。

s10:手动扫描时，通过操纵杆操作二轴转台在方位及俯仰方向上带动探测模块转动实现对关键区域的连续探测，激光探测照射以较低频率闪烁，以适宜人眼观察识别发现目标，之后的目标确认及测距干扰的流程与自动扫描类似。

为实现上述激光探测方法，采用一种激光自动扫描探测装置，该装置由激光探测发射单元１、激光猫眼成像单元２、激光测距单元３、高清观察单元４、陀螺模块５、激光干扰单元６、电动转台组成７，其中激光探测发射单元１、激光猫眼成像单２元、激光测距单元３通过激光连接板10固定在连接底板9上面，高清观察单元４与激光部分平行固定在连接底板9上面，陀螺模块５紧靠高清观察单元４固定在连接底板9上面，激光干扰单元６吊装在连接底板8下面上，连接底板9则固定动转台上７的俯仰光电腔8内，通过电动转台实现自动或手动扫描探测。

进一步的，所述电动转台７采用力矩电机直接驱动，具有二轴陀螺稳定功能。

进一步的，所述激光探测发射单元１采用面阵式近红外成像器件和近红外镜头；

进一步的，所述激光探测发射单元１选用波长915nm/940nm/967nm的近红外激光。

以上所述仅为本发明较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本本发明的原理和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本本发明的保护范围之内。