CN107238842A - 一种面阵目标搜索扫描成像装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种面阵目标搜索扫描成像装置，所述装置包括：成像模组(12)、方位伺服机构(8)、俯仰伺服机构(9)和控制处理模块(10)；所述成像模组(12)用于对扫描区域产生均匀激光照明，接收目标的激光回波信号，分别用于成像和目标测距，并将形成的三维图像和目标电信号输出至控制处理模块(10)；所述方位伺服机构(8)和俯仰伺服机构(9)，用于承载和驱动成像模组(12)对扫描区域进行搜索成像探测；所述控制处理模块用于产生测距和成像同步工作时序，控制和驱动方位伺服机构(8)和俯仰伺服机构(9)；根据目标电信号对目标进行测距，从而对目标实现选通成像。本发明的装置能够实现大范围三维高分辨率成像搜索和探测。
Description
技术领域
本发明属于激光成像雷达技术领域，特别涉及一种面阵目标搜索扫描成像装置及方法。
背景技术
基于激光主动照明成像的技术途径主要有激光照明成像、激光探测成像和激光照明选通成像等方式。激光照明成像是用激光直接照明目标，成像探测器探测目标反射激光进行成像，该成像方式技术简单，可获得目标二维图像，但探测距离近，主要用于低成本的安防监视。激光探测成像是通过控制激光束对目标区进行扫描照射，目标的反射回波由探测器接收，通过信号处理获取目标相对于探测器的方位角、俯仰角、距离和速度等信息，进而获得目标区的三维距离图像和多普列(速度)图像的一种探测成像技术，该成像方式具有探测范围广、探测距离远、距离精度高等优点，但受限于激光重复频率和探测器面阵规模限制，图像分辨率低。激光照明选通成像是利用脉冲激光器和具有高速开关能力的成像探测器，以时间的先后分开不同距离上的散射光和目标的反射光，当由被探测目标反射回来的激光脉冲在成像探测器开启时到达探测器面，在激光脉冲结束时关闭成像探测器，这可消除大部分散射光，该成像方式具有探测距离远、图像分辨率高等优点，但在选通成像时，是通过成像探测器至目标的距离来确定成像探测器的开和关，如果未知成像探测器至目标的距离，则必须通过改变选通时间来确定观察范围中是否有目标，同时受激光器功率和成像探测器灵敏度限制，探测范围较小。因此，如果将激光探测成像和激光照明选通成像结合，取长补短，则将有效提高激光主动照明成像***的性能。
发明内容
本发明的目的在于克服目前激光成像探测图像分辨率低、激光照明选通成像探测范围小等问题，提出了一种面阵目标搜索扫描激光成像装置，该装置能够实现大范围三维高分辨率成像搜索和探测功能。
为了实现上述目的，本发明提供了一种面阵目标搜索扫描激光成像装置，该装置包括：一种面阵目标搜索扫描成像装置，所述装置包括：成像模组12、方位伺服机构8、俯仰伺服机构9和控制处理模块10；
所述成像模组12，用于对扫描区域产生均匀激光照明，接收目标的激光回波信号，分别用于成像和目标测距，并将形成的三维图像和目标电信号输出至控制处理模块10；
所述方位伺服机构8和俯仰伺服机构9，用于承载成像模组12，驱动成像模组12对扫描区域进行搜索成像探测；
所述控制处理模块，用于产生测距和成像同步工作时序，控制和驱动方位伺服机构8和俯仰伺服机构9；根据目标回波信号对目标进行测距，从而对目标实现选通成像。
上述技术方案中，所述装置还包括：对外电气接口11，用于接收人机交互指令和传送控制处理模块的数据。
上述技术方案中，所述成像模组12包括：成像镜头1、选通成像传感器3、接收镜头4、光电探测器5、照明镜头6和照明激光器7；其中：
所述照明激光器7为脉冲激光器，用于产生纳秒或微秒级脉冲宽度的激光脉冲；
所述照明镜头6，用于对照明激光器7发出的激光脉冲进行整形实现目标均匀照明；
所述成像镜头1，用于接收来自目标的激光回波信号，收集光信号至选通成像传感器3；
所述选通成像传感器3为整个装置的成像器件，用于将成像镜头1接收的目标激光回波信号转换成电信号，并输出三维图像至控制处理模块10；选通成像传感器3为具有高速开、关特性的光电面阵成像传感器；
所述接收镜头4，用于接收来自目标的激光回波信号，收集光信号至光电探测器5；
所述光电探测器5为高灵敏度高增益的光电传感器，用于将接收镜头4接收的目标激光回波信号转变为电信号，并输出至控制处理模块10。
上述技术方案中，所述成像模组12还包括两个滤光片2，一个滤光片2设置于成像镜头1和选通成像传感器3之间，另一个滤光片2设置于接收镜头4和光电探测器5之间，用于滤除激光回波信号以外的背景光及干扰光，提高图像信噪比和探测信号信噪比。
上述技术方案中，所述控制处理模块1)包括：同步处理单元、搜索测距处理单元、图像处理单元、伺服控制单元和中心控制单元；
所述同步处理单元，用于产生两个同步工作时序，第一个时序是搜索测距时序，用于触发和控制照明激光器7、光电探测器5和搜索测距处理单元，第二个时序是选通成像时序，用于触发和控制照明激光器7、选通成像传感器3和图像处理单元；
所述搜索测距处理单元，用于根据搜索测距时序和光电探测器5的目标激光回波信号，进行目标搜索和目标测距处理；将测得的目标距离值传给中心控制单元；
所述图像处理单元，用于根据选通成像时序控制选通成像传感器3的工作，对目标进行自动选通成像，处理选通成像传感器3传回的视频信号，进行目标提取和三维图像处理，将处理结果发送给中心控制单元显示处理；
所述伺服控制单元用于控制和驱动方位伺服机构8和俯仰伺服机构9；
所述中心控制单元，用于完成装置各模块的协同和控制，接收人机交互指令和传送控制处理模块的数据。
上述技术方案中，所述成像模组12包括：成像镜头1、滤光片2、选通成像传感器3、分光片13、光电探测器5、照明镜头6和照明激光器7；
所述照明激光器7为脉冲激光器，用于产生纳秒或微秒级脉冲宽度的激光脉冲；
所述照明镜头6，用于对照明激光器7发出的激光脉冲进行整形实现目标均匀照明；
所述成像镜头1，用于接收来自目标的激光回波信号，收集光信号至选通成像传感器3；
所述选通成像传感器3为整个装置的成像器件，用于将成像镜头1接收的目标激光回波信号转换成电信号，并输出三维图像至控制处理模块10；选通成像传感器3为具有高速开、关特性的光电面阵成像传感器；
所述分光片13用于将部分目标激光回波信号分给光电探测器5；
所述光电探测器5为高灵敏度高增益的光电传感器，用于将接收镜头4接收的目标激光回波信号，并输出至控制处理模块10。
基于上述面阵目标搜索扫描成像装置，本发明还提供了一种面阵目标搜索扫描成像方法，所述方法包括：
步骤1)计算所述装置的有效搜索视场角度γ；
步骤2)在伺服控制单元控制下，俯仰伺服机构9指向到指定俯仰角，方位伺服机构8驱动成像模组12沿方位方向以速度vR匀速旋转；
步骤3)所述装置沿方位每旋转γ角后，进行一次搜索测距选通成像，直至所述装置沿方位旋转完成对360度的全方位区域扫描。
上述技术方案中，所述步骤1)中计算所述装置的有效搜索视场角度γ的具体过程为：
所述装置在方位角上的旋转角度β为：
β＝vRτy (1)
τy为搜索测距和选通成像两相邻激光脉冲之间的时间间隔；
因此，该装置中的选通成像传感器3的有效视场角度φ为：
φ＝α-2β＝α-2vRτy (2)
那么每次选通成像得到的搜索视场角度γ为：
γ＝φ(1-2η)＝(α-2vRτy)(1-2η) (3)
其中，η为选通成像传感器3的有效视场角度的重叠率。
上述技术方案中，所述步骤3)具体包括：
步骤301)在中心控制单元协调下，同步处理单元发出搜索测距时序，触发照明激光器7发射激光脉冲，搜索测距处理单元同时记录照明激光器的触发时刻；
步骤302)激光脉冲在传播过程中遇到目标后，被目标反射形成目标激光回波信号，该目标回波信号被接收镜头4接收并耦合至光电探测器5，光电探测器5将目标激光回波信号转换成电脉冲信号，并传送到搜索测距处理单元，搜索测距处理单元通过比较照明激光器7被触发时刻和目标激光回波信号被光电探测器5接收时刻便可获得两者间的时间差τR，从而获得目标的距离R：
式中，τR为从激光发出至被目标反射回光电探测器5的时间差，c为光速；
搜索测距处理单元将目标距离R发送至中心控制单元；
步骤303)中心控制单元接收到目标距离R后，生成选通延时τ，由同步处理单元生成选通成像时序，触发照明激光器7发射激光脉冲，控制选通成像传感器3对指定距离上的目标进行选通成像，获得目标三维图像，并反馈回图像处理单元，经图像处理后形成目标三维图像和目标三维位置信息，然后传输至中心控制单元显示处理；
当目标距离R小于选通成像传感器3的最大探测距离Rmax时，选通延时τ为：
当目标距离R大于选通成像传感器3的最大探测距离Rmax时，或者没有目标信息时，选通延时τ为：
其中，tg为选通门宽：所述的选通成像时序包括照明激光器7触发信号、选通成像传感器3的开关信号和其开关之间的时间。
上述技术方案中，所述步骤2)中成像模组12沿方位方向的速度vR满足：
vR≤vI
其中，vI为选通成像传感器3的成像速度。
本发明的优点在于：
1、本发明的装置首先发射激光对扫描探测区域进行点扫描搜索，根据是否有激光回波确定激光束覆盖区域有无目标，并测定目标距离，选通成像模块根据该距离信息设置距离选通成像工作时序，因此，本发明能实现对目标的大范围搜索和自动选通成像，提高了***的可用性和实用性；
2、本发明在激光点扫描搜索基础上，再进行面阵选通成像探测，所以相比独立的激光探测成像的点扫描成像和激光照明选通成像的非扫描成像，本发明将激光探测成像和激光照明选通成像各自技术优势有机结合在一起，可实现目标大范围搜索同时，获得目标的高分辨率三维图像和目标的三维空间位置，提高了搜索和成像效率；
3、本发明的装置中只有一个激光器，即照明激光器，它即可以为搜索测距提供搜索目标并测距所需的脉冲激光，又为选通成像提供距离选通成像提供照明光源，降低了***的复杂度，也减小了***体积和质量，利于***集成和小型化；
4、本发明的装置可广泛应用到“低空、小型、慢速”目标警戒、水下大范围激光成像、机载对地探测、陆地远距离侦察与监控等领域。
附图说明
图1a为本发明的面阵目标搜索扫描成像装置示意图；
图1b为本发明的面阵目标搜索扫描成像装置结构二示意图；
图2为本发明的面阵目标搜索扫描成像装置成像搜索示意图。
附图标识：
1、成像镜头 2、滤光片 3、选通成像传感器 4、接收镜头
5、光电探测器 6、照明镜头 7、照明激光器 8、方位伺服机构
9、俯仰伺服机构 10、控制处理模块 11、对外电气接口 12、成像模组
13、分光片
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步详细的说明。
实施例1
如图1a所示，一种面阵目标搜索扫描成像装置，所述装置包括：成像模组12、方位伺服机构8、俯仰伺服机构9和控制处理模块10
此外，所述装置还包括：对外电气接口11，用于接收人机交互指令和传送控制处理模块的数据；
所述成像模组12，用于对扫描区域产生均匀照明，接收目标的激光回波信号，分别用于成像和目标测距，并将形成的三维图像和目标电信号输出至控制处理模块10；所述成像模组包括：成像镜头1、选通成像传感器3、接收镜头4、光电探测器5、照明镜头6和照明激光器7；其中：
所述照明激光器7为脉冲激光器，用于产生纳秒或微秒级脉冲宽度的激光脉冲；
所述照明镜头6，用于对照明激光器7发出的激光脉冲进行整形实现目标均匀照明；
所述成像镜头1，用于接收来自目标的激光回波信号，收集光信号至选通成像传感器3；
所述选通成像传感器3为整个装置的成像器件，用于将成像镜头1接收的目标激光回波信号转换成电信号，并输出三维图像至控制处理模块10；选通成像传感器3为具有高速开、关特性的光电面阵成像传感器，例如：可选用选通成像传感器ICCD和ICMOS，其中，选通ICCD由像增强器经光锥耦合至CCD构成，选通ICMOS由像增强器经光锥耦合至CMOS构成；
所述接收镜头4，用于接收来自目标的激光回波信号，收集光信号至光电探测器5；
所述光电探测器5为高灵敏度高增益的光电传感器，用于将接收镜头4接收的目标激光回波信号，并输出至控制处理模块10。
此外，所述成像模组12还包括两个滤光片2，一个设置于成像镜头1和选通成像传感器3之间，另一个设置于接收镜头4和光电探测器5之间，用于滤除激光回波信号以外的背景光及干扰光，提高图像信噪比和探测信号信噪比；
所述方位伺服机构8和俯仰伺服机构9，用于承载成像模组12和相关的电子处理组件，驱动成像模组12对不同区域进行搜索成像探测。
所述控制处理模块10包括：同步处理单元、搜索测距处理单元、图像处理单元、伺服控制单元和中心控制单元；
所述同步处理单元，用于产生两个同步工作时序，第一个时序是搜索测距时序，用于触发和控制照明激光器7、光电探测器5和搜索测距处理单元，第二个时序是选通成像时序，用于触发和控制照明激光器7、选通成像传感器3和图像处理单元；
所述搜索测距处理单元，用于根据搜索测距时序和光电探测器5的激光回波探测信号，进行目标搜索和目标测距处理；将目标距离值传给中心控制单元；
所述图像处理单元，用于根据选通成像时序控制选通成像传感器3的工作，处理选通成像传感器3传回的视频信号，进行目标提取和三维图像处理；用于根据中心控制单元提供的目标距离值，对该目标自动进行选通成像，经处理后形成的目标三维图像和目标三维位置信息发送给中心控制单元显示处理；
所述伺服控制单元用于控制和驱动方位伺服机构8和俯仰伺服机构9；
所述中心控制单元完成装置各模块的协同和控制，通过对外电气接口11完成与地面***的数据交换。
实施例2
装置的结构示意图如图1b所示，与实施例1相似，不同之处在于，所述成像模组12包括：成像镜头1、滤光片2、选通成像传感器3、分光片13、光电探测器5、照明镜头6、照明激光器7；所述分光片13用于将部分目标激光回波信号分给光电探测器5；在该装置中，只通过成像镜头1接收激光回波信号，并通过分光片13将部分激光回波信号分给光电探测器5。
此外，基于实施例1的装置，本发明还提供了一种面阵目标搜索扫描成像方法，应用于在固定安装点对空中小目标进行警戒探测，如图2所示，所述方法包括：
步骤1)计算所述装置的有效搜索视场角度γ；
所述装置在方位角上的旋转角度β为：
β＝vRτy (1)
τy为搜索测距和选通成像两相邻激光脉冲之间的时间间隔；vR为成像模组12沿方位方向的旋转速度；
因此，该装置中的选通成像传感器的有效视场角度φ为：
φ＝α-2β＝α-2vRτy (2)
为避免漏扫，要求选通成像传感器的有效视场角度相互间必须有重叠，重叠率为η，那么每次选通成像得到的搜索视场角度γ为：
γ＝φ(1-2η)＝(α-2vRτy)(1-2η) (3)
步骤2)在伺服控制单元控制下，俯仰伺服机构9指向到指定俯仰角，方位伺服机构8驱动成像模组12沿方位方向以速度vR匀速旋转；
由于受选通成像传感器3的成像帧频fI的限制，允许装置无遗漏搜索并三维成像的选通成像传感器3的成像速度vI为：
vI＝γfI＝γ(α-2vRτ)(1-2η) (4)
由于装置以方位旋转速度vR对360°空域进行无漏扫覆盖，为避免漏扫，因此，要求方位旋转速度vR必须等于小于选通成像传感器3的成像速度vI，亦即：
vR≤vI (5)
步骤3)所述装置沿方位每旋转γ角后，进行一次搜索测距选通成像，直至所述装置沿方位旋转完成对360度的全方位区域扫描，具体包括：
步骤301)在中心控制单元协调下，同步处理单元发出搜索测距时序，触发照明激光器7发射激光脉冲，搜索测距处理单元同时记录照明激光器的触发时刻；
步骤302)激光脉冲在传播过程中遇到目标后，被目标反射形成目标激光回波信号，该目标回波信号被接收镜头4接收并耦合至光电探测器5，光电探测器5将目标激光回波信号转换成电脉冲信号，并传送到搜索测距处理单元，搜索测距处理单元通过比较照明激光器7被触发时刻和目标激光回波信号被光电探测器5接收时刻便可获得两者间的时间差τR，从而获得目标的距离R：
式中，τR为从激光发出至被目标反射回光电探测器5的时间差，c为光速；
搜索测距处理单元将目标距离R发送至中心控制单元；
步骤303)中心控制单元接收到目标距离R后，生成选通延时τ，由同步处理单元生成选通成像时序，触发照明激光器7发射激光脉冲，控制选通成像传感器3对指定距离上的目标进行选通成像，获得目标三维图像，并反馈回图像处理单元，
经图像处理后形成目标三维图像和目标三维位置信息，然后传输至中心控制单元显示处理；
当目标距离R小于选通成像传感器3的最大探测距离Rmax时，选通延时τ为：
当目标距离R大于选通成像传感器3的最大探测距离Rmax时，或者没有目标信息时，选通延时τ为：
其中，tg为选通门宽：所述的选通成像时序包括照明激光器7触发信号、选通成像传感器3的开关信号和其开关之间的时间。
所述装置也可以通过自动或人工改变俯仰角来抬高或降低俯仰向的搜索成像范围。
计算实例：
装置方位旋转速度为vR＝20°/s，照明激光器7发出的激光束束散角与成像镜头1的视场角相等为α＝2°，两相邻激光脉冲之间的时间间隔τ＝0.01s，成像帧频fI＝25Hz，重叠率η＝10％，则有：
选通成像传感器(激光光斑)的有效视场角度φ为：
φ＝α-2vRτ＝2°-2×20°×0.01＝1.6°
每次选通成像得到的搜索视场角度γ为：
γ＝φ(1-2η)＝1.6°(1-2×0.1)＝1.28°
装置从上一次搜索测距选通成像到下一次搜索测距选通成像需要沿方位旋转角θ为：
θ＝γ＝1.28°
选通成像传感器成像速度vI为：
vI＝γfI＝1.28°×25/s＝32°/s
选通成像传感器搜索速度vI大于装置的方位旋转速度vR，在该条件下，装置能以方位旋转速度vR＝20°/s对360°空域进行无漏扫覆盖。
Claims (10)
1.一种面阵目标搜索扫描成像装置，所述装置包括：成像模组(12)、方位伺服机构(8)、俯仰伺服机构(9)和控制处理模块(10)；其特征在于，
所述成像模组(12)，用于对扫描区域产生均匀激光照明，接收目标的激光回波信号，分别用于成像和目标测距，并将形成的三维图像和目标电信号输出至控制处理模块(10)；
所述方位伺服机构(8)和俯仰伺服机构(9)，用于承载成像模组(12)，驱动成像模组(12)对扫描区域进行搜索成像探测；
所述控制处理模块，用于产生测距和成像同步工作时序，控制和驱动方位伺服机构(8)和俯仰伺服机构(9)；根据目标回波信号对目标进行测距，从而对目标实现选通成像。
2.根据权利要求1所述的面阵目标搜索扫描成像装置，其特征在于，所述装置还包括：对外电气接口(11)，用于接收人机交互指令和传送控制处理模块的数据。
3.根据权利要求1或2所述的面阵目标搜索扫描成像装置，其特征在于，所述成像模组(12)包括：成像镜头(1)、选通成像传感器(3)、接收镜头(4)、光电探测器(5)、照明镜头(6)和照明激光器(7)；其中：
所述照明激光器(7)为脉冲激光器，用于产生纳秒或微秒级脉冲宽度的激光脉冲；
所述照明镜头(6)，用于对照明激光器(7)发出的激光脉冲进行整形实现目标均匀照明；
所述成像镜头(1)，用于接收来自目标的激光回波信号，收集光信号至选通成像传感器(3)；
所述选通成像传感器(3)为整个装置的成像器件，用于将成像镜头(1)接收的目标激光回波信号转换成电信号，并输出三维图像至控制处理模块(10)；选通成像传感器(3)为具有高速开、关特性的光电面阵成像传感器；
所述接收镜头(4)，用于接收来自目标的激光回波信号，收集光信号至光电探测器(5)；
所述光电探测器(5)为高灵敏度高增益的光电传感器，用于将接收镜头(4)接收的目标激光回波信号转变为电信号，并输出至控制处理模块(10)。
4.根据权利要求3所述的面阵目标搜索扫描成像装置，其特征在于，所述成像模组(12)还包括两个滤光片(2)，一个滤光片(2)设置于成像镜头(1)和选通成像传感器(3)之间，另一个滤光片(2)设置于接收镜头(4)和光电探测器(5)之间，用于滤除激光回波信号以外的背景光及干扰光，提高图像信噪比和探测信号信噪比。
5.根据权利要求3所述的面阵目标搜索扫描成像装置，其特征在于，所述控制处理模块(10)包括：同步处理单元、搜索测距处理单元、图像处理单元、伺服控制单元和中心控制单元；
所述同步处理单元，用于产生两个同步工作时序，第一个时序是搜索测距时序，用于触发和控制照明激光器(7)、光电探测器(5)和搜索测距处理单元，第二个时序是选通成像时序，用于触发和控制照明激光器(7)、选通成像传感器(3)和图像处理单元；
所述搜索测距处理单元，用于根据搜索测距时序和光电探测器(5)的目标激光回波信号，进行目标搜索和目标测距处理；将测得的目标距离值传给中心控制单元；
所述图像处理单元，用于根据选通成像时序控制选通成像传感器(3)的工作，对目标进行自动选通成像，处理选通成像传感器(3)传回的视频信号，进行目标提取和三维图像处理，将处理结果发送给中心控制单元显示处理；
所述伺服控制单元用于控制和驱动方位伺服机构(8)和俯仰伺服机构(9)；
所述中心控制单元，用于完成装置各模块的协同和控制，接收人机交互指令和传送控制处理模块的数据。
6.根据权利要求1或2所述的面阵目标搜索扫描成像装置，其特征在于，所述成像模组(12)包括：成像镜头(1)、滤光片(2)、选通成像传感器(3)、分光片(13)、光电探测器(5)、照明镜头(6)和照明激光器(7)；
所述照明激光器(7)为脉冲激光器，用于产生纳秒或微秒级脉冲宽度的激光脉冲；
所述照明镜头(6)，用于对照明激光器(7)发出的激光脉冲进行整形实现目标均匀照明；
所述成像镜头(1)，用于接收来自目标的激光回波信号，收集光信号至选通成像传感器(3)；
所述选通成像传感器(3)为整个装置的成像器件，用于将成像镜头(1)接收的目标激光回波信号转换成电信号，并输出三维图像至控制处理模块(10)；选通成像传感器(3)为具有高速开、关特性的光电面阵成像传感器；
所述分光片(13)用于将部分目标激光回波信号分给光电探测器(5)；
所述光电探测器(5)为高灵敏度高增益的光电传感器，用于将接收镜头(4)接收的目标激光回波信号，并输出至控制处理模块(10)。
7.一种面阵目标搜索扫描成像方法，基于权利要求5所述的面阵目标搜索扫描成像装置实现，所述方法包括：
步骤1)计算所述装置的有效搜索视场角度γ；
步骤2)在伺服控制单元控制下，俯仰伺服机构(9)指向到指定俯仰角，方位伺服机构(8)驱动成像模组(12)沿方位方向以速度vR匀速旋转；
步骤3)所述装置沿方位每旋转γ角后，进行一次搜索测距选通成像，直至所述装置沿方位旋转完成对360度的全方位区域扫描。
8.根据权利要求7所述的面阵目标搜索扫描成像方法，其特征在于，所述步骤1)中计算所述装置的有效搜索视场角度γ的具体过程为：
所述装置在方位角上的旋转角度β为：
β＝vRτy (1)
τy为搜索测距和选通成像两相邻激光脉冲之间的时间间隔；vR为成像模组(12)沿方位方向的旋转速度；
因此，该装置中的选通成像传感器(3)的有效视场角度φ为：
φ＝α-2β＝α-2vRτy (2)
那么每次选通成像得到的搜索视场角度γ为：
γ＝φ(1-2η)＝(α-2vRτy)(1-2η) (3)
其中，η为选通成像传感器(3)的有效视场角度的重叠率。
9.根据权利要求8所述的面阵目标搜索扫描成像方法，其特征在于，所述步骤3)具体包括：
步骤301)在中心控制单元协调下，同步处理单元发出搜索测距时序，触发照明激光器(7)发射激光脉冲，搜索测距处理单元同时记录照明激光器的触发时刻；
步骤302)激光脉冲在传播过程中遇到目标后，被目标反射形成目标激光回波信号，该目标回波信号被接收镜头(4)接收并耦合至光电探测器(5)，光电探测器(5)将目标激光回波信号转换成电脉冲信号，并传送到搜索测距处理单元，搜索测距处理单元通过比较照明激光器(7)被触发时刻和目标激光回波信号被光电探测器(5)接收时刻便可获得两者间的时间差τR，从而获得目标的距离R：
<mrow>
<mi>R</mi>
<mo>=</mo>
<mfrac>
<mrow>
<msub>
<mi>&tau;</mi>
<mi>R</mi>
</msub>
<mi>c</mi>
</mrow>
<mn>2</mn>
</mfrac>
<mo>-</mo>
<mo>-</mo>
<mo>-</mo>
<mrow>
<mo>(</mo>
<mn>6</mn>
<mo>)</mo>
</mrow>
</mrow>
式中，τR为从激光发出至被目标反射回光电探测器(5)的时间差，c为光速；
搜索测距处理单元将目标距离R发送至中心控制单元；
步骤303)中心控制单元接收到目标距离R后，生成选通延时τ，由同步处理单元生成选通成像时序，触发照明激光器(7)发射激光脉冲，控制选通成像传感器(3)对指定距离上的目标进行选通成像，获得目标三维图像，并反馈回图像处理单元，经图像处理后形成目标三维图像和目标三维位置信息，然后传输至中心控制单元显示处理；
当目标距离R小于选通成像传感器(3)的最大探测距离Rmax时，选通延时τ为：
<mrow>
<mi>&tau;</mi>
<mo>=</mo>
<mfrac>
<mrow>
<mn>2</mn>
<mi>R</mi>
</mrow>
<mi>c</mi>
</mfrac>
<mo>-</mo>
<mfrac>
<msub>
<mi>t</mi>
<mi>g</mi>
</msub>
<mn>2</mn>
</mfrac>
<mo>-</mo>
<mo>-</mo>
<mo>-</mo>
<mrow>
<mo>(</mo>
<mn>7</mn>
<mo>)</mo>
</mrow>
</mrow>
当目标距离R大于选通成像传感器(3)的最大探测距离Rmax时，或者没有目标信息时，选通延时τ为：
<mrow>
<mi>&tau;</mi>
<mo>=</mo>
<mfrac>
<mrow>
<mn>2</mn>
<msub>
<mi>R</mi>
<mrow>
<mi>m</mi>
<mi>a</mi>
<mi>x</mi>
</mrow>
</msub>
</mrow>
<mi>c</mi>
</mfrac>
<mo>-</mo>
<mfrac>
<msub>
<mi>t</mi>
<mi>g</mi>
</msub>
<mn>2</mn>
</mfrac>
<mo>-</mo>
<mo>-</mo>
<mo>-</mo>
<mrow>
<mo>(</mo>
<mn>8</mn>
<mo>)</mo>
</mrow>
</mrow>
其中，tg为选通门宽：所述的选通成像时序包括照明激光器(7)触发信号、选通成像传感器(3)的开关信号和其开关之间的时间。
10.根据权利要求7所述的面阵目标搜索扫描成像方法，其特征在于，所述步骤2)中成像模组(12)沿方位方向的速度vR满足：
vR≤vI
其中，vI为选通成像传感器(3)的成像速度。
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