[0020]附图中标记及对应的零部件名称:
1、2、3均为激光二极管，4、5、6为与激光二极管匹配的驱动电源，7-可见光-近红外摄像机，8-电源系统，9-近红外面成像相机，10-成像控制器，11-图像采集与处理终端。
【具体实施方式】
[0021]为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。
实施例
[0022]如图1所示，本发明一种用于安全检查的近红外激光照明成像系统的结构框图，包括7个部分:其中1、2、3分别表示三个激光二极管，三个激光二极管的中心波长在900nm?1700nm之间分别选取，且每个激光二极管的中心波长均不同，1、2、3三个激光二极管分别匹配一个驱动电源，框图中以4、5、6分别表示；还包括近红外面成像相机9、可见光-近红外摄像机7、电源系统8、成像控制器10、图像采集与处理终端11，其中近红外面成像相机9的工作帧频为25X3=75Hz ;图像采集与处理终端11采集并存储近红外面成像相机9输出的图像序列，并可以对图像序列进行准实时的处理，并参考已经预先设置的数据库，实现对场景中物质成分进行分析和识别；每当三个激光二极管1、2、3中的任意一个处于点亮状态时，成像控制器10立即输出一个脉冲触发近红外面成像相机9，近红外面成像相机9开始曝光并完成场景图像采集，图像采集与处理终端11接收并存储来自近红外面成像相机9的图像，图像采集与处理终端11每接收三幅不同波长的图像，即开始对图像数据进行处理和分析，与预先存储的液体危险品反射光谱特征库进行对比，实现对场景中潜在危险品的准实时识别、显示和报警。当发现场景中存在潜在危险品时，通过图像采集与处理终端11可以控制可见光-近红外摄像机7对准危险品所在的区域进行高分辨率成像，提供危险品的更多细节。
[0023]图2是本发明实施例二中激光二极管出光及近红外面成像相机触发脉冲时序示意图，不同波长的三个激光二极管1、2、3对应的驱动电源4、5、6分别输出如图所示的驱动波形12、13、14，成像控制器10在三个激光二极管1、2、3中的任意一个出光并达到稳定状态后，即输出一个用于触发近红外面成像相机9的TTL电平，触发的方式可以是上升沿触发，也可以是下降沿触发。图2中，t为近红外面成像相机9完成一组图像序列的时间，本实施例中三幅图像为一组图像序列，to为成像控制器10输出相机触发脉冲相对激光二极管出光的延迟时间，tl为激光二极管的出光时间，t2为死区时间，设置t2参数可以严格保证在任意时间段只有一组激光照射在被成像物体上。以上所有参数都存储在成像控制器10中，并可根据实际情况通过图像采集与处理终端11进行设置。
[0024]图3为本实施例近红外激光照明成像系统实现液体危险品安全检查的原理示意图，三个激光二极管1、2、3的中心波长分别为λ1、λ2和λ 3，当近红外激光照明成像系统对目标场景成像时，依次获得的单色图像序列其某个像素的灰度分别为gl、g2和g3，对应的波长值分别为激光二极管1、2、3的中心波长分别为λ 1、λ 2和λ 3，这样获得了三个光谱采样点17、18、19，其数值分别为(λ 1，gl)、( λ2，g2)和(λ3，g3)，由三个光谱采样点17、18,19描绘的曲线20基本反映了目标原始光谱16的主要特征，对特定的物质成分来说，其光谱是独特的，根据这种独特的光谱特征，可以实现物质成分的有效识别，在本发明中，典型物质的原始光谱特征作为先验知识存储于图像采集与处理终端11，因此该系统可以对场景中的物质成分进行快速识别和分类。
[0025]以上所述的【具体实施方式】，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的【具体实施方式】而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种用于安全检查的近红外激光照明成像系统，其特征在于包括: 多个激光二极管及其驱动电源:用于产生特定波长的激光； 可见光-近红外红外摄像机:用于对危险品所在的区域进行二次成像； 成像控制器:用于分时控制激光二极管出光，在激光二极管出光的同时触发近红外面成像相机成像； 近红外面成像相机成像:接收到成像控制器的触发信号后开始曝光并完成场景图像采集，并将场景图像传输给图像采集与处理终端； 图像采集与处理终端:接收并存储来自近红外面成像相机的图像，并控制可见光-近红外摄像机对准危险品所在的区域进行二次成像； 电源系统:为可见光-近红外红外摄像机、成像控制器、近红外面成像相机成像提供电源。2.根据权利要求1所述的一种用于安全检查的近红外激光照明成像系统，其特征在于:所述多个激光二极管及其驱动电源中，激光二极管的数量为3?5个，其驱动电源的驱动频率为1 Hz?100Hz，驱动电流大于等于450mA，驱动电压IV?6V自适应，驱动上升沿时间小于等于10ms，驱动下降沿时间小于等于10ms。3.根据权利要求2所述的一种用于安全检查的近红外激光照明成像系统，其特征在于:所述的多个激光二极管及其驱动电源包括三个不同波长的激光二极管，每个激光二极管匹配一个对应的驱动电源。4.根据权利要求3所述的一种用于安全检查的近红外激光照明成像系统，其特征在于:所述三个激光二极管的中心波长在900nm?1700nm。5.根据权利要求1所述的一种用于安全检查的近红外激光照明成像系统，其特征在于:所述的成像控制器输出的触发信号为TTL电平，触发延时在0?40ms范围内。6.根据权利要求1所述的一种用于安全检查的近红外激光照明成像系统，其特征在于:所述近红外面成像相机的工作波段为900nm?1700nm，成像帧频在20Hz?200Hz之间。7.一种用于安全检查的近红外激光照明成像方法，其特征在于包括以下步骤: (a)成像控制器分时控制激光二极管出光，在激光二极管出光的同时触发近红外面成像相机成像； (b)近红外面成像相机成像接收到成像控制器的触发信号后开始曝光并完成场景图像采集，并将场景图像传输给图像采集与处理终端； (c)图像采集与处理终端接收并存储来自近红外面成像相机的图像，并控制可见光-近红外摄像机对准危险品所在的区域进行二次成像，并判断出是否属于危险品。8.根据权利要求7所述的一种用于安全检查的近红外激光照明成像方法，其特征在于所述步骤(c)中危险品的识别是按照以下步骤进行的: (cl)当对目标场景成像时，依次获得的单色图像序列其某个像素的灰度、以及对应的波长值，获得了光谱采样点； (c2)根据多个光谱采样点绘制出反应目标原始光谱特征的特征曲线； (c3)将步骤(c2)获得特征曲线与预先存储的典型物质的原始光谱特征曲线进行对比，当与其中的任意一种典型物质的原始光谱特征曲线相似度大于都等于设定的阀值，则是该对应的典型物质，判断出被监控点物质是否属于危险物品。
【专利摘要】本发明公开了一种用于安全检查的近红外激光照明成像系统及方法，采用电源系统为可见光-近红外红外摄像机、成像控制器、近红外面成像相机成像提供电源，具有较高的稳定性，成像控制器分时控制激光二极管出光，在激光二极管出光的同时触发近红外面成像相机成像，多个激光二极管及其驱动电源产生特定波长的激光，图像采集与处理终端对成像控制器进行参数设置，并对在不同波长激光照射下的序列图像进行采集、储存和处理，根据图像灰度反演处场景中的目标在不同激光波长下的反射率，参考预置的目标反射光谱特征库确定检测目标的种类，利用现有的设备和现有的程序，解决了安全检测领域中存在的检测难度大、危险液体与安全液体不易区分的问题。
【IPC分类】G01N21/3577, G01N21/359
【公开号】CN105424644
【申请号】CN201610030111
【发明人】沈志学, 胡奇琪, 刘海涛, 储松南, 黄立贤, 骆永全, 张大勇, 王海峰, 曾建成, 乔冉
【申请人】中国工程物理研究院流体物理研究所
【公开日】2016年3月23日
【申请日】2016年1月18日