CN106249221A - 扫描式光电雷达的图像获取方法和扫描式光电雷达 - Google Patents

Abstract

本发明公开了扫描式光电雷达的图像获取方法和扫描式光电雷达，其中扫描式光电雷达的图像获取方法包括步骤：将反光镜中的预设反光镜设置为往复转动；根据扫描式光电雷达扫描时的转速，确定预设反光镜在预设方向上的对应转速；预设方向为与扫描式光电雷达扫描时转动方向的反向方向；预设反光镜的在预设方向上以对应转速的转动，可使扫描式光电雷达扫描时光学采集装置所获得的图像为静止；在预设反光镜的转动方向为预设方向时启动光学采集装置进行空间信息的采集。本发明实施例中扫描式光电雷达的光学采集装置并非制冷型的线阵探测器，而是价格低廉的面阵光学采集装置，所以也就可以有效的降低扫描式光电雷达的整体成本。

Description

扫描式光电雷达的图像获取方法和扫描式光电雷达

技术领域

本发明涉及空间探测领域，特别是涉及扫描式光电雷达的图像获取方法和扫描式光电雷达。

背景技术

光电雷达一般可以用于定点监控和动态目标的跟踪等场景；当光电雷达应用于空域的扫描监控时，需要通过较短的积分时间来完成图像的获取，才能获得较好的探测性能。

现有技术中，扫描式光电雷达一般会采用线阵探测器，来取得较好的探测性能；线阵探测器虽然在固定位置上的积分时间段，但是其器件需要采用制冷型的才能使其获取图像的具有较高信噪比，即，只有采用制冷型的线阵探测器应用到扫描式光电雷达中时，才能获得有实用价值的图像。

由上可知，现有技术中的扫描式光电雷达由于其线阵探测器的价格较高，所以其整体成本较高。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是如何降低扫描式光电雷达的成本，具体的：

本发明实施例提供了一种扫描式光电雷达的图像获取方法，所述扫描式光电雷达包括透镜、反光镜和光学采集装置；所述扫描式光电雷达的图像获取方法包括步骤：

将所述反光镜中的预设反光镜设置为往复转动；

根据所述扫描式光电雷达扫描时的转速，确定所述预设反光镜在预设方向上的对应转速；所述预设方向为与所述扫描式光电雷达扫描时转动方向的反向方向；所述预设反光镜的在预设方向上以所述对应转速的转动，可使所述扫描式光电雷达扫描时所述光学采集装置所获得的图像为静止；

在所述预设反光镜的转动方向为所述预设方向时，启动所述扫描式光电雷达的光学采集装置进行空间信息的采集。

优选的，在本发明实施例中，所述往复转动包括：

预设角度的往复转动。

优选的，在本发明实施例中，所述预设角度为可调。

优选的，在本发明实施例中，所述往复运动的往复频率可调。

优选的，在本发明实施例中，所述光学采集装置包括图像采集装置和/或视频采集装置。

在本发明实施例中，还提供了一种扫描式光电雷达，包括透镜、反光镜、光学采集装置和反光镜控制装置；

所述反光镜控制装置包括：

设于所述反光镜中预设反光镜背面的驱动轴，用于驱动所述预设反光镜的转动；

往复控制单元，用于将所述预设反光镜设置为往复转动；

转速控制单元，用于根据所述扫描式光电雷达扫描时的转速，确定所述预设反光镜在预设方向上的对应转速；所述预设方向为与所述扫描式光电雷达扫描时转动方向的反向方向；所述预设反光镜的在预设方向上以所述对应转速的转动，可使所述扫描式光电雷达扫描时所述光学采集装置所获得的图像为静止；

启动控制单元，用于在所述预设反光镜的转动方向为所述预设方向时，启动所述扫描式光电雷达的光学采集装置进行空间信息的采集。

优选的，在本发明实施例中，所述往复控制单元包括：

角度控制模块，用于将所述反观镜的往复转动的角度控制为预设角度。

优选的，在本发明实施例中，所述往复控制单元还包括：

角度调节模块，用于调节所述预设角度。

优选的，在本发明实施例中，所述往复控制单元还包括：

频率调节模块，用于调节所述往复运动的往复频率。

优选的，在本发明实施例中，所述光学采集装置包括：

图像采集装置和/或视频采集装置。

在本发明实施例中，将扫描式光电式雷达中的一个预设反光镜设置为可往复转动，然后通过控制该预设反光镜转速和转动方向，使预设反光镜在其转动方向与扫描式光电雷达扫描时转动方向的反向时，所述光学采集装置所获得的图像为静止；在经过上述设置后，再将光学采集装置的启动时机设定为预设反光镜的转动方向与扫描式光电雷达扫描时转动方向的反向时，这样，在扫描式光电雷达扫描过程中，光学采集装置每隔一个固定的周期（即预设反光镜的往复周期）就可以获得一个短暂的图像静止的拍摄时机，由于静止状态可以为光学采集装置提供足够的积分时间，所以采用面阵光学采集装置即可采集到具有实用价值的图像；也就是说，本发明实施例中扫描式光电雷达的光学采集装置并非制冷型的线阵探测器，而是价格低廉的面阵光学采集装置，所以也就可以有效的降低扫描式光电雷达的整体成本。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，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申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请中所述扫描式光电雷达的图像获取方法的步骤示意图；

图2为本申请中所述扫描式光电雷达的结构示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

为了降低扫描式光电雷达的成本，本发明实施例提供了一种扫描式光电雷达的图像获取方法，所述扫描式光电雷达包括透镜、反光镜和光学采集装置；所述扫描式光电雷达的图像获取方法包括步骤：

S11、将反光镜中的预设反光镜设置为往复转动；

本发明实施例中的扫描式光电雷达的光学采集装置为非制冷型的线阵探测器，相较于采用制冷型的线阵探测器应用到扫描式光电雷达，本发明实施例中的扫描式光电雷达属于价格低廉的面阵光学采集装置。

本发明实施例中的扫描式光电雷达的整体架构与现有技术中的光电雷达类似，也包括透镜、反光镜和光学采集装置，不同的是，本发明实施例中，会从反光镜中选取一个预设反光镜，并将该预设反光镜设置为可往复转动。

一般情况下光电雷达（包括本发明实施例中的扫描式光电雷达）中都会包括有反光镜，根据反光镜的设置位置不同，对于采集的图像的折射方向也有所不同，如图2所示，反光镜包括有上反光镜21和下反光镜22，可以将下反光镜22设为预设反光镜，即，预设反光镜22为可往复转动。

S12、根据扫描式光电雷达扫描时的转速，确定预设反光镜在预设方向上的对应转速；预设方向为与扫描式光电雷达扫描时转动方向的反向方向；预设反光镜的在预设方向上以所述对应转速的转动，可使所述扫描式光电雷达扫描时所述光学采集装置所获得的图像为静止；

扫描式光电雷达可以通过转动来获取转动范围内的图像信息来实现扫描；以在转动过程中，镜头的朝向为顺时针转动为例，此时，在预设反光镜固定不动的情况下，光学采集装置所采集的图像会随着镜头的转动持续变动，这种情况下，光学采集装置会由于积分时间不足而无法采集到清晰的图像；

本发明实施例将预设反光镜设置为可转动，接着，将预设反光镜的转动方向与镜头的转动方向相反（逆时针转动）时的方向为预设方向，通过调节预设反光镜在预设方向的转速，可以使得折射到光学采集装置的图像在一段时间内静止，从而满足光学采集装置的积分时间，以获得清晰地图像。

在实际应用中，扫描式光电雷达也可以是在一定的角度范围内的往复转动，实现一定角度范围内的扫描，此时，预设反光镜的预设方向也要根据扫描式光电雷达的转动方向来重新确定，即，当扫描式光电雷达由顺时针转动转换为逆时针转动时，所述预设方向也会有逆时针转换为顺时针。

需要说明的时，在本发明实施例中，扫描式光电雷达的转动方向与预设反光镜的转动方向的是相反还是相同的确定方式，是以顺时针和逆时针的方式来确定的，具体的，当扫描式光电雷达的转动方向为顺时针时，预设反光镜的转动方向为顺时针即为与扫描式光电雷达的转动方向相同，预设反光镜的转动方向为逆时针即为与扫描式光电雷达的转动方向相反。

S13、在预设反光镜的转动方向为预设方向时，启动扫描式光电雷达的光学采集装置进行空间信息的采集。

预设反光镜可往复转动，但是只有在预设反光镜的转动方向为预设方向时（即，与扫描式光电雷达的转动方向相反），才能使光学采集装置所获得的图像为静止；因此此时通过启动扫描式光电雷达的光学采集装置进行空间信息的采集，即可以获得清晰地图片。

在实际应用中，在扫描式光电雷达的扫描过程中，预设反光镜通过多次的往复转动可以在不同角度获取到清晰的图像信息，从而实现扫描式光电雷达的扫描。

由上可知，本发明实施例中，将扫描式光电式雷达中的一个预设反光镜设置为可往复转动，然后通过控制该预设反光镜转速和转动方向，使预设反光镜在其转动方向与扫描式光电雷达扫描时转动方向的反向时，所述光学采集装置所获得的图像为静止；在经过上述设置后，再将光学采集装置的启动时机设定为预设反光镜的转动方向与扫描式光电雷达扫描时转动方向的反向时，这样，在扫描式光电雷达扫描过程中，光学采集装置每隔一个固定的周期（即预设反光镜的往复周期）就可以获得一个短暂的图像静止的拍摄时机，由于静止状态可以为光学采集装置提供足够的积分时间，所以采用面阵光学采集装置即可采集到具有实用价值的图像；也就是说，本发明实施例中扫描式光电雷达的光学采集装置并非制冷型的线阵探测器，而是价格低廉的面阵光学采集装置，所以也就可以有效的降低扫描式光电雷达的整体成本。

进一步的，在本发明实施例中，还可以通过以下方式进行优化来获得进一步的有益效果，具体的：

预设反光镜的转动角度可以影响光学采集装置所获得图像信息的质量，比如，在镜头获得的图像大小不变的情况下，预设角度过大时，会使得清晰图像过小；预设角度过小时，会由于无法达到光学采集装置的积分时间需求而导致图像信息不清楚。因此可以根据预设反光镜的转速和积分时间的需求，来确定预设反光镜的预设角度。

在实际应用中，当扫描式光电雷达扫描时的转速可挑时，为了使扫描式光电雷达也能获得最佳的图像信息，还可以将预设反光镜的往复运动的往复频率，以及，预设反光镜的预设角度均设置为可调。

上述实施例中，虽然是以光学采集装置采集图像信息（光学采集装置为图像采集装置）为例进行的本发明实施中技术方案的解释和说明，在实际应用中，光学采集装置即可以是图像采集装置，也可以是视频采集装置，在此并不做具体的限定。

在本发明实施例中，还提供了一种扫描式光电雷达，包括透镜01、反光镜(包括上反光镜21和下反光镜22)、光学采集装置03和反光镜控制装置04；所述反光镜控制装置04包括驱动轴41、往复控制单元（图中未示出）、转速控制单元（图中未示出）和启动控制单元（图中未示出），其中：

驱动轴41设于预设反光镜22的背面，用于驱动预设反光镜22的转动；往复控制单元，用于将反光镜中的预设反光镜22设置为往复转动； 转速控制单元，用于根据扫描式光电雷达扫描时的转速，确定预设反光镜22在预设方向上的对应转速；预设方向为与扫描式光电雷达扫描时转动方向的反向方向；预设反光镜22的在预设方向上以对应转速的转动，可使扫描式光电雷达扫描时光学采集装置03所获得的图像为静止；启动控制单元，用于在预设反光镜22的转动方向为预设方向时，启动扫描式光电雷达的光学采集装置03进行空间信息的采集。

本发明实施例中的扫描式光电雷达的整体架构与现有技术中的光电雷达类似，也包括透镜01、反光镜(包括上反光镜21和下反光镜22)和光学采集装置03，不同的是，本发明实施例中，会从反光镜中选取一个预设反光镜22来设置驱动轴41，并通过反光镜控制装置04的往复控制单元将预设反光镜22设置为可往复转动。

一般情况下光电雷达（包括本发明实施例中的扫描式光电雷达）中都会包括有反光镜，根据反光镜的设置位置不同，对于采集的图像的折射方向也有所不同，如图2所示，反光镜包括有上反光镜21和下反光镜22，可以将下反光镜22设为预设反光镜，即，预设反光镜22为可往复转动。

扫描式光电雷达可以通过转动来获取转动范围内的图像信息来实现扫描；以在转动过程中，镜头的朝向为顺时针转动为例，此时，在预设反光镜22固定不动的情况下，光学采集装置03所采集的图像会随着镜头的转动持续变动，这种情况下，光学采集装置03会由于积分时间不足而无法采集到清晰的图像；

本发明实施例将预设反光镜22设置为可转动，接着，将预设反光镜22的转动方向与镜头的转动方向相反（逆时针转动）时的方向为预设方向，通过转速控制单元调节预设反光镜22在预设方向的转速，可以使得折射到光学采集装置03的图像在一段时间内静止，从而满足光学采集装置03的积分时间，以获得清晰地图像。

在实际应用中，扫描式光电雷达也可以是在一定的角度范围内的往复转动，实现一定角度范围内的扫描，此时，预设反光镜22的预设方向也要根据扫描式光电雷达的转动方向来重新确定，即，当扫描式光电雷达由顺时针转动转换为逆时针转动时，所述预设方向也会有逆时针转换为顺时针。

需要说明的时，在本发明实施例中，扫描式光电雷达的转动方向与预设反光镜22的转动方向的是相反还是相同的确定方式，是以顺时针和逆时针的方式来确定的，具体的，当扫描式光电雷达的转动方向为顺时针时，预设反光镜22的转动方向为顺时针即为与扫描式光电雷达的转动方向相同，预设反光镜22的转动方向为逆时针即为与扫描式光电雷达的转动方向相反。

预设反光镜22可往复转动，但是只有在预设反光镜22的转动方向为预设方向时（即，与扫描式光电雷达的转动方向相反），才能使光学采集装置03所获得的图像为静止；因此此时通过启动控制单元43启动扫描式光电雷达的光学采集装置03进行空间信息的采集，即可以获得清晰地图片。

在实际应用中，在扫描式光电雷达的扫描过程中，预设反光镜22通过多次的往复转动可以在不同角度获取到清晰的图像信息，从而实现扫描式光电雷达的扫描。

由上可知，本发明实施例中，将扫描式光电式雷达中的一个预设反光镜设置为可往复转动，然后通过控制该预设反光镜转速和转动方向，使预设反光镜在其转动方向与扫描式光电雷达扫描时转动方向的反向时，所述光学采集装置所获得的图像为静止；在经过上述设置后，再将光学采集装置的启动时机设定为预设反光镜的转动方向与扫描式光电雷达扫描时转动方向的反向时，这样，在扫描式光电雷达扫描过程中，光学采集装置每隔一个固定的周期（即预设反光镜的往复周期）就可以获得一个短暂的图像静止的拍摄时机，由于静止状态可以为光学采集装置提供足够的积分时间，所以采用面阵光学采集装置即可采集到具有实用价值的图像；也就是说，本发明实施例中扫描式光电雷达的光学采集装置并非制冷型的线阵探测器，而是价格低廉的面阵光学采集装置，所以也就可以有效的降低扫描式光电雷达的整体成本。

进一步的，在本发明实施例中，还可以通过以下方式进行优化来获得进一步的有益效果，具体的：

预设反光镜的转动角度可以影响光学采集装置所获得图像信息的质量，比如，在镜头获得的图像大小不变的情况下，预设角度过大时，会使得清晰图像过小；预设角度过小时，会由于无法达到光学采集装置的积分时间需求而导致图像信息不清楚。因此可以根据预设反光镜的转速和积分时间的需求，来确定预设反光镜的预设角度。

在实际应用中，当扫描式光电雷达扫描时的转速可调时，为了使扫描式光电雷达也能获得最佳的图像信息，还可以将预设反光镜的往复运动的往复频率，以及预设反光镜的预设角度均设置为可调。

上述实施例中，虽然是以光学采集装置采集图像信息（光学采集装置为图像采集装置）为例进行的本发明实施中技术方案的解释和说明，在实际应用中，光学采集装置即可以是图像采集装置，也可以是视频采集装置，在此并不做具体的限定。

以上对本发明所提供的扫描式光电雷达进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种扫描式光电雷达的图像获取方法，所述扫描式光电雷达包括透镜、反光镜和光学采集装置；其特征在于，包括步骤：

将所述反光镜中的预设反光镜设置为往复转动；

根据所述扫描式光电雷达扫描时的转速，确定所述预设反光镜在预设方向上的对应转速；所述预设方向为与所述扫描式光电雷达扫描时转动方向的反向方向；所述预设反光镜的在预设方向上以所述对应转速的转动，可使所述扫描式光电雷达扫描时所述光学采集装置所获得的图像为静止；

在所述预设反光镜的转动方向为所述预设方向时，启动所述扫描式光电雷达的光学采集装置进行空间信息的采集。

2.根据权利要求1所述图像获取方法，其特征在于，所述往复转动包括：

预设角度的往复转动。

3.根据权利要求2所述图像获取方法，其特征在于，所述预设角度为可调。

4.根据权利要求2所述图像获取方法，其特征在于，所述往复运动的往复频率可调。

5.根据权利要求1至4中任一所述图像获取方法，其特征在于，所述光学采集装置包括图像采集装置和/或视频采集装置。

6.一种扫描式光电雷达，其特征在于，包括透镜、反光镜、光学采集装置和反光镜控制装置；

所述反光镜控制装置包括：

设于所述反光镜中预设反光镜背面的驱动轴，用于驱动所述预设反光镜的转动；

往复控制单元，用于将所述预设反光镜设置为往复转动；

转速控制单元，用于根据所述扫描式光电雷达扫描时的转速，确定所述预设反光镜在预设方向上的对应转速；所述预设方向为与所述扫描式光电雷达扫描时转动方向的反向方向；所述预设反光镜的在预设方向上以所述对应转速的转动，可使所述扫描式光电雷达扫描时所述光学采集装置所获得的图像为静止；

启动控制单元，用于在所述预设反光镜的转动方向为所述预设方向时，启动所述扫描式光电雷达的光学采集装置进行空间信息的采集。

7.根据权利要求6所述扫描式光电雷达，其特征在于，所述往复控制单元包括：

角度控制模块，用于将所述反观镜的往复转动的角度控制为预设角度。

8.根据权利要求7所述扫描式光电雷达，其特征在于，所述往复控制单元还包括：

角度调节模块，用于调节所述预设角度。

9.根据权利要求7所述扫描式光电雷达，其特征在于，所述往复控制单元还包括：

频率调节模块，用于调节所述往复运动的往复频率。

10.根据权利要求6至9中任一所述扫描式光电雷达，其特征在于，所述光学采集装置包括：

图像采集装置和/或视频采集装置。