速度。
[0036]所述脉冲激光器101发射的激光脉冲射向所述目标物后，一部分被目标物吸收另一部分被目标物镜面反射或漫散射，其中，反射包括镜面反射和漫散射，因此，所述脉冲激光器101发出的一部分射入所述目标物后方的选通区域，经所述选通区域的散射后形成后向散射光，所述后向散射光经过所述目标物后被所述目标物遮挡，从而在所述成像装置形成所述目标物的阴影图像。
[0037]现有技术的距离选通成像接收经所述目标物反射的光线而形成的图像，例如，以黑白图像为例，且假设脉冲激光器101发射的激光脉冲的强度远大于杂散光的强度，则所形成的图像中，明亮部分为目标物的图像。于本实用新型实施例中，形成的图像中，明亮部分为背景图像，而灰暗部分为目标物的图像，因此，能够避免目标物为镜面反射物体或对照明激光波长强吸收时(如黑色物体)时，所述目标物反射的信号光强度过弱，即现有技术所成的图像中，明亮部分的亮度过低，导致成像的质量过差。
[0038]另外，当现有技术的距离选通成像系统需要对一条光路上的多个物体选通成像时，如Im?20m的光路，由于光强在传输过程中成指数损耗，近端(Im)的物体和远端(20m)的物体获得的照明光强相差非常大，即近端的物体反射回所述成像装置102的光与远端的物体反射回所述成像装置102的光相比，强度高很多，从而造成多个物体所成的图像质量相差很大，甚至无法同时获得所有物体的有效成像，本实用新型实施例，由于从选通区域到成像装置102之间的光路上的不同距离的各个目标物都能对后向散射光遮挡，所述本实用新型能够获得一条光路上的所有目标物的阴影图像，能够确保不同距离的各目标物的阴影图像强度和成像质量基本一致。
[0039]进一步，所述选通区域内的介质可以与所述激光脉冲的传播路径内的介质一致，优选地，也可以改变所述选通区域内的介质，为了增加所述选通区域内的介质散射能力，所述选通区域的介质的散射系数大于所述激光脉冲的传播路径内的介质的散射系数，例如，在所述选通区域内设置一定尺寸的较强散射能力的均匀散射介质，所述强散射介质为散射系数大于一定数值(大于光传输介质的散射系数)的散射介质，例如，白屏(可以为具有强散射能力的屏幕)。因此，能够有效增加后向散射光的强度，提高所述成像装置102的成像质量。
[0040]进一步，本实用新型实施例可以通过设置一个同步控制装置103为所述脉冲激光器101和成像装置102输入控制信号，即所述同步控制装置103分别与所述脉冲激光器101和所述成像装置102耦合，所述同步控制装置103用于按照所述预设发射时间控制所述脉冲激光器101发射激光脉冲，按照所述预设选通时间控制所述成像装置102接收所述后向散射光后生成图像。
[0041]所述成像装置102为设有门控电路的CO) (charge coupled device，电荷親合器件)相机，所述门控电路用于接收所述同步控制装置103输入的控制信号，从而控制所述成像装置102的开启。
[0042]例如所述CCD 相机可以为 ICCD(Intensified charge coupled device，增强电荷耦合器件)相机，其中，所述ICCD相机表示为设有像增强器且感光元件为CCD的相机，所述像增强器起到门控电路的作用，用于控制ns级的距离选通。
[0043]所述CCD相机在曝光开启时，通过CCD元件将接收到的每次激光脉冲转换为电信号，再收集CCD转换的所有的激光脉冲的电信号累积，将所累积的电信号输入到DSP等具有数据处理功能的集成芯片内，再由集成芯片进行放大以及滤波处理等操作后，生成图像。
[0044]当然也可以在所述成像装置102内安装一个能够起到根据所述同步控制装置103的控制信号对射入所述成像装置的散射光实现选通与截止功能的光学器件，例如，像增强器或者光开关。
[0045]—种基于后向散射照明的距离选通成像方法，应用于基于后向散射照明的距离选通成像系统，所述系统包括:脉冲激光器和成像装置，所述成像装置设置在目标物后方的选通区域内介质的后向散射光的传播路径上，其中，所述后向散射光为所述脉冲激光器发射的激光脉冲经所述目标物后方的选通区域内的介质散射后射向所述目标物的散射光，所述方法包括:
[0046]脉冲激光器按照预设发射时间发射激光脉冲至目标物后方的选通区域内；
[0047]成像装置按照预设选通时间接收后向散射光后生成图像。
[0048]所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的方法的具体工作过程，可以参考前述系统实施例中的各装置及各模块对应过程，在此不再赘述。
[0049]在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统、装置和方法，可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，又例如，多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些通信接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
[0050]所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
[0051]所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本实用新型的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本实用新型各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括:u盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
[0052]需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
[0053]以上所述，仅为本实用新型的【具体实施方式】，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。
【主权项】
1.一种基于后向散射照明的距离选通成像系统，其特征在于，包括:脉冲激光器和成像装置，所述成像装置设置在目标物后方的选通区域内介质的后向散射光的传播路径上，其中，所述后向散射光为所述脉冲激光器发射的激光脉冲经所述选通区域内的介质散射后射向所述目标物的散射光； 所述脉冲激光器按照预设发射时间发射的激光脉冲经所述目标物后方的选通区域的介质散射后形成后向散射光，所述后向散射光射向所述成像装置，所述成像装置按照预设选通时间接收所述后向散射光后生成图像。2.根据权利要求1所述的基于后向散射照明的距离选通成像系统，其特征在于，还包括:同步控制装置，所述同步控制装置分别与所述脉冲激光器和所述成像装置耦合。3.根据权利要求2所述的基于后向散射照明的距离选通成像系统，其特征在于，所述预设选通时间的起始时间比所述预设发射时间的起始时间延迟一个预设时间。4.根据权利要求3所述的基于后向散射照明的距离选通成像系统，其特征在于，所述成像装置包括门控电路，所述同步控制装置与所述门控电路耦合。5.根据权利要求4所述的基于后向散射照明的距离选通成像系统，其特征在于，所述成像装置还包括感光元件和数据处理器，所述感光元件与所述数据处理器耦合。6.根据权利要求5所述的基于后向散射照明的距离选通成像系统，其特征在于，所述感光元件为电荷親合器件。7.根据权利要求1-6的任一所述的基于后向散射照明的距离选通成像系统，其特征在于，所述选通区域内的介质与所述激光脉冲的传播路径内的介质一致。8.根据权利要求1-6的任一所述的基于后向散射照明的距离选通成像系统，其特征在于，所述选通区域内的介质的散射系数大于所述激光脉冲的传播路径内的介质的散射系数。9.根据权利要求1-6的任一所述的基于后向散射照明的距离选通成像系统，其特征在于，所述选通区域内均匀设置有散射系数大于所述激光脉冲的传播路径内的介质的散射系数的强散射介质。10.根据权利要求9所述的基于后向散射照明的距离选通成像系统，其特征在于，所述强散射介质为白屏。
【专利摘要】本实用新型实施例提供了一种基于后向散射照明的距离选通成像系统，属于距离选通成像领域，所述系统包括：脉冲激光器和成像装置，所述成像装置设置在目标物后方的选通区域内介质的后向散射光的传播路径上，其中，所述后向散射光为所述脉冲激光器发射的激光脉冲经所述选通区域内的介质散射后射向所述目标物的散射光；所述脉冲激光器按照预设发射时间发射的激光脉冲经所述目标物后方的选通区域的介质散射后形成后向散射光，所述后向散射光射向所述成像装置，所述成像装置按照预设选通时间接收所述后向散射光后生成图像。本实用新型能够避免目标物为镜面反射物体或对照明激光波长强吸收时时，所述目标物反射的信号光强度过弱，导致成像的质量过差。
【IPC分类】G01S17/89
【公开号】CN205210307
【申请号】CN201520877809
【发明人】王荣波, 罗振雄, 周维军, 陈光华, 吴廷烈, 孟建华, 田建华, 何莉华
【申请人】中国工程物理研究院流体物理研究所
【公开日】2016年5月4日
【申请日】2015年11月5日