CN111257908B - 基于光同步的高维探测方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及激光雷达技术领域，公开了一种基于光同步的高维探测方法，包括：S1：将一束或者多束出射激光通过光束偏折器偏折以形成两维空间扫描光束；S2：将所述两维空间扫描光束分为探测光束和成像光束，并使探测光束扫描目标物体，成像光束扫描感光器件；S3：实时探测从所述目标物体反射回来的来自探测光束的光强，并执行以下步骤S4和S5至少之一；S4：根据S3中探测到的光强实时调制所述成像光束的强度；S5：按测距方式的预编码调制扫描目标物体的探测光束的光强，根据S3中探测到的光强实时地调制成像光束的强度。本发明的方法探测速度快、探测距离较长、分辨率高、实时性好，而且光路结构简单，成本低。

Description

基于光同步的高维探测方法
技术领域
本发明涉及激光雷达技术领域，特别涉及一种基于光同步的高维探测方法。
背景技术
激光雷达Lidar(Light Detection and Ranging)是基于现代激光技术发展起来的一种主动成像方法。其基本原理是用一束激光扫描待测物体，然后用光电探测器接收从待测物体上反射回来的回波，通过分析回波和发射激光的特性并进行计算，从而获取待测物体距离、方位和灰度信息，因此其同时具有测距和成像的功能，被称为激光雷达。激光雷达相比其他的测距方式(包括传统微波雷达、毫米波雷达等)具有测距精度高、空间分辨率精细以及探测跨度大等优势，因此成为了越来越重要的主动遥感设备。随着高灵敏度的信号探测技术、激光技术和高速数据采集处理***的发展和应用，激光雷达进入了快速发展的阶段。近年来，激光雷达在各个领域的应用愈来愈多，同时应用范围也越来越广，特别是在汽车和无人机领域具有巨大的潜在应用。
从主动光的投射方式上，激光雷达分为泛光型和扫描型。泛光型(Flash LiDAR)采用面阵光照明目标，具有较好的稳定性和较低的成本，但主要问题在于探测距离较近。在远距离探测上，应用较为广泛的是扫描式激光雷达，为了提高成像速度，通常需要多束激光同时扫描物体，利用微型传感器阵列采集从不同方向反射回来的激光。但是这种多线结构使得成本急剧攀升；另一方面，由于微型传感器阵列每个阵元只接收一个较窄视场角的回光，收光效率低，导致了可探测距离缩短。传统的单线束激光雷达需要实时的精确的获知扫描的角度，因此限制了其扫描速度，导致其成像速度较慢；同时，传统的单线束雷达还存在扫描视角非常小，分辨率低等缺点。因此，传统的单线激光雷达难于应用到需要高速探测的场景，比如：自动驾驶。此外，现有的激光雷达都需要对采集下来的数据先进行计算才能得到目标物体的信息，实时性较差，比如传统的单线束或多线束雷达采集到数据后，要计算每个数据点对应的扫描角度，再合成图像。因此，现有的激光雷达在探测速度、探测距离、分辨率、实时性以及成本上存在鱼与熊掌不可兼得的困境。目前尚未有一款产品能在中远距离(几米至几百米)上实现实时高分辨率(超过128线)的探测。
发明内容
本发明提出一种基于光同步的高维探测方法，解决现有技术中无法在中远距离上实现实时高分辨率探测的问题。
本发明的一种基于光同步的高维探测方法，包括：
S1：将一束或者多束出射激光通过光束偏折器偏折以形成两维空间扫描光束；
S2：将所述两维空间扫描光束分为探测光束和成像光束，并使探测光束扫描目标物体，成像光束扫描感光器件；
S3：实时探测从所述目标物体反射回来的来自探测光束的光强，并执行以下步骤S4和S5至少之一；
S4：根据S3中探测到的光强实时调制所述成像光束的强度，在调制后的成像光束同步扫描感光器件时形成所述目标物体上各点的灰度信息；
S5：按测距方式的预编码调制扫描目标物体的探测光束的光强，根据S3中探测到的光强实时地调制成像光束的强度，在调制后的成像光束同步扫描感光器件时形成所述目标物体上各点的距离信息。
其中，步骤S1中采用第一激光器和第二激光器，分别发出第一出射激光和第二出射激光，所述步骤S2中，采用分束器将偏折后的第一出射激光和第二出射激光分开，第一出射激光为所述探测光束，第二出射激光为所述成像光束，所述步骤S3之后执行步骤S4或S5。
其中，所述步骤S1中的出射激光为单个激光器发出的单束出射激光，所述步骤S2中，采用分束器将所述单束出射激光分成所述探测光束和成像光束，所述步骤S3之后执行步骤S4或S5。
其中，所述步骤S1中采用第一激光器、第二激光器和第三激光器，分别发出第一出射激光、第二出射激光和第三出射激光，所述步骤S2中，采用第一分束器使第一出射激光和第三出射激光透射至第二分束器，使第二出射激光折射或反射成第一成像光束，并扫描第一感光器件；采用所述第二分束器使第三出射激光折射或反射成第二成像光束，并扫描第二感光器件，使第一出射激光透射为所述探测光束，所述步骤S3之后执行步骤S4和S5，且步骤S4和步骤S5中分别对第一成像光束和第二成像光束进行调制。
其中，所述步骤S1中采用第一激光器、第二激光器和第三激光器，分别发出第一出射激光、第二出射激光和第三出射激光，所述步骤S2中，采用第一分束器使第一出射激光透射为所述探测光束，使第二出射激光和第三出射激光分别折射或反射至第二分束器；采用所述第二分束器使第二出射激光透射为第一成像光束，并扫描第一感光器件，使第三出射激光折射或反射为第二成像光束，并扫描第二感光器件，所述步骤S3之后执行步骤S4和S5，且步骤S4和步骤S5中分别对第一成像光束和第二成像光束进行调制。
其中，所述步骤S1中采用第一激光器、第二激光器和第三激光器，分别发出第一出射激光、第二出射激光和第三出射激光，所述步骤S2中，采用第一分束器使第一出射激光透射为所述探测光束，使第二出射激光和第三出射激光分别折射或反射至可区分第二出射激光和第三出射激光的感光器件，所述步骤S3之后执行步骤S4和S5，且步骤S4和步骤S5中分别对第一成像光束和第二成像光束进行调制。
其中，步骤S4具体包括：
光束偏折器在t时刻对激光偏折在x和y方向分别表示为θx＝α(t)和θy＝β(t)。其中α(t)和β(t)是任意函数，探测光束在t时刻的光强用M(t)来表示，成像光束在t时刻的光强用S(t)来表示，探测光束的激光到达目标物体的时刻为t′，飞行时间为Δt＝t′-t＝z/c，其中z为光束偏折器到目标物体的距离，设目标物体的反射率相对于扫描光束的角分布为R(θx,θy)，该扫描光束从目标物体反射回来到达探测器的时刻为t″＝t′+Δt，探测器探测到的总光强为：
D(t″)＝R(α(t′),β(t′))·M(t)·μ (1)
其中，R(α(t′),β(t′))为所述目标物体在(α(t′),β(t′))方位上对探测光束的反射率，μ为总的探测效率，此时，对成像光束在t″时刻的光强S(t″)进行调制：
S(t″)＝T{D(t″)} (2)
T{}为任意调制函数，在成像光束扫描感光器件时，在(α(t″),β(t″))的方向上投射了强度为S(t″)的光束到感光器件上，形成目标物体上各点的灰度信息。
其中，所述调制函数T{}为：
S(t″)＝A·[C-D(t″)]+B
其中，A、B和C为常数，A为正实数。
其中，步骤S5具体包括：
探测器探测到的总光强D(t″)，根据所述预编码的形式通过相应的运算得到当前扫描方位上的待测物体距离信息g(α(t″),β(t″),t″)，根据距离信息g(α(t″),β(t″),t″)调制成像光束的光强：
S(α(t″),β(t″),t″)＝T{g(α(t″),β(t″),t″)} (5)
T{}为任意调制函数，在(α(t″),β(t″))的方向上投射了在(α(t″),β(t″))的方向上投射了强度为S(α(t″),β(t″),t″)的光束到感光器件上，形成物体的距离信息图。
其中，所述调制函数T{}为：
S(α(t″),β(t″)；t″)＝A·[C-g(α(t″),β(t″)；t″)]+B
其中，A，C和B为常数，A为正实数。
本发明的基于光同步的高维探测方法探测速度快、探测距离较长、分辨率高、实时性好，而且光路结构简单，成本低。
附图说明
为了更清楚地说明本发明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为本发明的一种基于光同步的高维探测方法流程图；
图2为本发明的基于光同步的高维探测方法中的第一种光路结构图；
图3为本发明的基于光同步的高维探测方法中的第二种光路结构图；
图4为本发明的基于光同步的高维探测方法中的第三种光路结构图；
图5为本发明的基于光同步的高维探测方法中的第四种光路结构图；
图6为本发明的基于光同步的高维探测方法中的第五种光路结构图。
具体实施方式
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作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。
本实施例的基于光同步的高维探测方法如图1所示，包括：
步骤S1，将一束或者多束出射激光通过光束偏折器偏折以形成两维空间扫描光束，由于所有的光束都是通过同一个光束偏折器进行偏折，因此所有的光束以相同的偏折角度变化进行同步扫描。
步骤S2，将所述两维空间扫描光束分为探测光束和成像光束，并使探测光束扫描目标物体，成像光束扫描感光器件；
步骤S3，实时探测从所述目标物体反射回来的来自探测光束的光强，并执行以下步骤S4和S5至少之一；
步骤S4，根据S3中探测到的光强实时调制所述成像光束的强度，在调制后的成像光束同步(与探测光束同步)扫描感光器件时形成所述目标物体上各点的灰度信息；
步骤S5，按测距方式的预编码调制扫描目标物体的探测光束的光强，根据S3中探测到的光强实时地调制成像光束的强度，在调制后的成像光束同步扫描感光器件时形成所述目标物体上各点的距离信息。
步骤1中，用同一个光束偏折器对所有出射激光光束进行偏折，其后用分光器分出探测光束和成像光束，这两束光的偏折都来源于同一个光束偏折器，所以它们的偏折角度的变化每时每刻都是一样的(即探测光束从t1时刻到t2时刻的角度变化为δ12,则成像光束在这段时间的角度变化也是δ12)，即称之为光同步扫描。在步骤S4和S5中，由于成像光束的强度根据目标物体的探测回波信号进行实时调制，在光同步扫描过程中成像光束在感光器件投射出了目标物体的实时探测信息。本实施例的方法无需实时的获知扫描时角度的变化，光同步扫描的机制使得成像光束实时的呈现出物体的灰度或距离信息。实施例的方法具有如下几个优点：
1)偏折器可以以任意方式进行高速扫描，解决了传统成像方式中需要实时准确的获知扫描角度的问题，因此可以实现高速成像甚至超高速成像。
2)探测器只需尽可能的收集回波的光强，无需对探测角度进行限制，因此可以采用较大面积的探测器或者多个探测器同时探测，可以极大的提高探测效率，从而极大的拓宽了探测距离。
3)在步骤S4和S5中，对成像光束的调制可以为简单的线性反馈调制(即探测器实时输出的信号强度线性调制成像光束的光强)，此类调制电路可超过GHz的调制速率，因此配合光同步扫描机制，可以实现高速成像甚至超高速成像。
4)由于探测光束和成像光束的偏折角度变化实时同步，无需实时的获知偏折角度，且被实时调制的成像光束实时的显示出物体的灰度或距离信息，能够实现中远距离实时高分辨率(超过128线)的探测。只要偏折器扫描角度足够大、扫描速率足够快，且调制的速率足够快，成像光束可以实现高分辨率的探测，可以实现更高分辨率的探测。具体地，偏折器的扫描可在大于60°的扫描角度范围实施120Hz帧频的两维全幅扫描，光强的调制速率可超过1GHz，因此可实现实时帧频率为120Hz且分辨率可超过1000×1000线的探测。
5)本发明所涉及的器件简单低廉，成像方式简单易于操作，因此实现的成本较低。
本实施例的基于光同步的高维探测方法解决了现有激光雷达的几个问题：探测速度慢、探测距离短、分辨率低、实时性差，同时成本高。
本实施例中，步骤S4具体包括：
光束偏折器4在t时刻对激光偏折在x和y方向分别表示为θx＝α(t)和θy＝β(t)，其中α(t)和β(t)是任意函数，探测光束在t时刻的光强用M(t)来表示，成像光束在t时刻的光强用S(t)来表示，探测光束的激光到达目标物体的时刻为t′，飞行时间为Δt＝t′-t＝z/c，其中z为光束偏折器到目标物体的距离，设目标物体的反射率相对于扫描光束的角分布为R(θx,θy)，该扫描光束从目标物体反射回来到达探测器的时刻为t″＝t′+Δt，探测器探测到的总光强为：
D(t″)＝R(α(t′),β(t′))·M(t)·μ (1)
其中，R(α(t′),β(t′))为所述目标物体在(α(t′),β(t′))方位上对探测光束的反射率，μ为总的探测效率。此时，对成像光束在t″时刻的光强S(t″)进行调制：
S(t″)＝T{D(t″)} (2)
T{}为任意调制函数，在成像光束扫描感光器件时，在(α(t″),β(t″))的方向上投射了强度为S(t″)的光束到感光器件上，由于光束偏折器将光束偏折到下一个角度所需时间远大于Δt，因此，α(t″)＝α(t′),β(t″)＝β(t′)，即在成像光束和探测光束的偏折角度是同步的，即：
S(α(t″),β(t″),t″)＝T{R(α(t′),β(t′))·M(t)}·μ (3)
如果探测光束M(t)没有被调制(比如出射激光是多光束的情况)，则M(t)可以提取到调制函数T{}外面，即：
S(α(t″),β(t″),t″)＝T{R(α(t′),β(t′))}·M(t)·μ (4)
上式表明了，在感光器件上形成的像是被T{}调制后的目标物体的灰度信息。T{}采用线性调制函数时，适用于准确还原目标物体的灰度信息的场景；T{}采用非线性调制函数时，适用于需要目标物体的灰度进行滤波达到图像增强的场景(比如，需要进行边缘检测时，采用高通滤波的调制方式；或者采用宽动态调制方式，抑制目标物体的高反射部分显示强度，增强低反射部分成像的效果)。
如果探测光束M(t)也同时被调制了(比如：出射激光是单一光束的情况)，感光器件形成的像包含了目标物体的灰度与探测光束被同时调制的信息，适用于成像与探测相互作用同时增强成像和探测的场景(比如，采用负反馈调制方式，遇到目标物体反射率高的部分自动降低扫描光束的能量，遇到反射率低的部分自动增强扫描光束的能量，增强探测距离与效果，同时也能有效的减少光污染)。
其中，调制函数T{}优选为：
S(t″)＝A·[C-D(S″)]+B
其中，A、B和C为常数。即T{}为线性调制函数，S(t″)得到目标物体准确的灰度信息。如果A为正实数，则调制函数T{}为负反馈，其优点为：探测光束扫描到目标物体上反射率较低的部分时，调高探测光束的光强；探测光束扫描到目标物体上反射率较高的部分时调低探测光束的光强，从而起到了实时调制探测光束的光强M(t)实现降低对目标物体的光污染同时增强探测效果的作用。
本实施例中，步骤S5具体包括：
探测器探测到的总光强D(t″)，根据预编码的形式通过相应的运算得到当前扫描方位上的待测物体距离信息g(α(t″),β(t″),t″)，其中，预编码可以是但不限于脉冲、正弦等光强调制，相应地，如果是脉冲预编码，采用飞行时间的运算获取距离信息；如果是正弦预编码，采用相位的运算获取距离信息。根据距离信息g(α(t″),β(t″),t″)，调制成像光束的光强：
S(α(t″),β(t″),t″)＝T{g(α(t″),β(t″),t″)} (5)
T{}为任意调制函数，在(α(t″),β(t″))的方向上投射了在(α(t″),β(t″))的方向上投射了强度为S(α(t″),β(t″),t″)的光束到感光器件上，形成物体的距离信息图。上式(5)表明在感光器件上形成的图是被T{}调制后的目标物体的距离信息。T{}采用线性调制函数时，适用于准确还原目标物体的距离信息的场景；T{}采用非线性调制函数时，适用于需要目标物体的距离信息进行滤波达到图像增强的场景。
其中，调制函数T{}优选为：
β(α(t″),β(t″)；t″)＝A·[C-g(α(t″),β(t″)；t″)]+B
其中，A，C和B为常数，即T{}为线性调制函数，S(t″)得到目标物体准确的灰度信息。如果A为正实数，则调制函数T{}为负反馈调制函数，其优点为：在感光器件上会形成待测物体上各点的距离信息图：物体上离激光雷达较远的点在信息图上为较亮的点，反之，离激光雷达较近的点则为较暗的点，这个距离信息图实际上是物体的3D信息图。
本实施例中，可以采用如下几种光路结构之一来形成探测光束和成像光束，以及探测和成像。
光路结构一：如图2所示，步骤S1中采用第一激光器1和第二激光器2，分别发出第一出射激光和第二出射激光，第一出射激光和第二出射激光经过合束器12合成一束激光，第一出射激光和第二出射激光经过光束偏折器4以相同角度偏折。步骤S2中，采用分束器5将偏折后的第一出射激光和第二出射激光分开，第一出射激光为探测光束I，第二出射激光为成像光束II，步骤S3之后执行步骤S4或S5。
如图3所示，步骤S1中，第一激光器1和第二激光器2还可以以不同角度发射第一出射激光和第二出射激光，不通过合束器，直接照射到光束偏折器4，并以相同角度偏折。
光路结构二，如图4所示，步骤S1中的出射激光为单个激光器1发出的单束出射激光，单束出射激光经过光束偏折器4偏折。步骤S2中，采用分束器5将单束出射激光分成所述探测光束I和成像光束II，步骤S3之后执行步骤S4或S5。
光路结构三：如图5所示，步骤S1中采用第一激光器1、第二激光器2和第三激光器3，分别发出第一出射激光、第二出射激光和第三出射激光，并通过光束偏折器4以相同角度偏折。步骤S2中，采用第一分束器5使第一出射激光和第三出射激光透射至第二分束器10，使第二出射激光折射或反射成第一成像光束II，并扫描第一感光器件6；采用第二分束器10使第三出射激光折射或反射成第二成像光束III，并扫描第二感光器件11，使第一出射激光透射为探测光束I。步骤S3之后执行步骤S4和S5，且步骤S4和步骤S5中分别对第一成像光束II和第二成像光束III进行调制。其中，第二出射激光和第三出射激光为不同波长或不同偏振方向的激光。
光路结构四：如图6所示，步骤S1中采用第一激光器1、第二激光器2和第三激光器3，分别发出第一出射激光、第二出射激光和第三出射激光，通过合束器合成一束后再通过光束偏折器4以相同角度偏折。步骤S2中，采用第一分束器5使第一出射激光透射为探测光束I，使第二出射激光和第三出射激光分别折射或反射至第二分束器10；采用第二分束器10使第二出射激光透射为第一成像光束II，并扫描第一感光器件6，使第三出射激光折射或反射为第二成像光束III，并扫描第二感光器件11。步骤S3之后执行步骤S4和S5，且步骤S4和步骤S5中分别对第一成像光束II和第二成像光束III进行调制。其中，第二出射激光和第三出射激光为不同波长或不同偏振方向的激光。
光路结构五：与光路结构四基本相似，不同之处在于第一分束器5使第一出射激光透射为探测光束I，使第二出射激光和第三出射激光分别折射或反射成第一成像光束II和第二成像光束III，并折射或反射至可区分第一成像光束II和第二成像光束III的感光器件(譬如：第二出射激光和第三出射激光为不同色激光，即波长不同，感光器件是可区分这两种颜色的彩色CCD)。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于光同步的高维探测方法，其特征在于，包括：
S1：将一束或者多束出射激光通过光束偏折器偏折以形成两维空间扫描光束；
S2：将所述两维空间扫描光束分为探测光束和成像光束，并使探测光束扫描目标物体，成像光束扫描感光器件；
S3：实时探测从所述目标物体反射回来的来自探测光束的光强，并执行以下步骤S4和S5至少之一；
S4：根据S3中探测到的光强实时调制所述成像光束的强度，在调制后的成像光束同步扫描感光器件时形成所述目标物体上各点的灰度信息；
S5：按测距方式的预编码调制扫描目标物体的探测光束的光强，根据S3中探测到的光强实时地调制成像光束的强度，在调制后的成像光束同步扫描感光器件时形成所述目标物体上各点的距离信息。
2.如权利要求1所述的基于光同步的高维探测方法，其特征在于，步骤S1中采用第一激光器和第二激光器，分别发出第一出射激光和第二出射激光，所述步骤S2中，采用分束器将偏折后的第一出射激光和第二出射激光分开，第一出射激光为所述探测光束，第二出射激光为所述成像光束，所述步骤S3之后执行步骤S4或S5。
3.如权利要求1所述的基于光同步的高维探测方法，其特征在于，所述步骤S1中的出射激光为单个激光器发出的单束出射激光，所述步骤S2中，采用分束器将所述单束出射激光分成所述探测光束和成像光束，所述步骤S3之后执行步骤S4或S5。
4.如权利要求1所述的基于光同步的高维探测方法，其特征在于，所述步骤S1中采用第一激光器、第二激光器和第三激光器，分别发出第一出射激光、第二出射激光和第三出射激光，所述步骤S2中，采用第一分束器使第一出射激光和第三出射激光透射至第二分束器，使第二出射激光折射或反射成第一成像光束，并扫描第一感光器件；采用所述第二分束器使第三出射激光折射或反射成第二成像光束，并扫描第二感光器件，使第一出射激光透射为所述探测光束，所述步骤S3之后执行步骤S4和S5，且步骤S4和步骤S5中分别对第一成像光束和第二成像光束进行调制。
5.如权利要求1所述的基于光同步的高维探测方法，其特征在于，所述步骤S1中采用第一激光器、第二激光器和第三激光器，分别发出第一出射激光、第二出射激光和第三出射激光，所述步骤S2中，采用第一分束器使第一出射激光透射为所述探测光束，使第二出射激光和第三出射激光分别折射或反射至第二分束器；采用所述第二分束器使第二出射激光透射为第一成像光束，并扫描第一感光器件，使第三出射激光折射或反射为第二成像光束，并扫描第二感光器件，所述步骤S3之后执行步骤S4和S5，且步骤S4和步骤S5中分别对第一成像光束和第二成像光束进行调制。
6.如权利要求1所述的基于光同步的高维探测方法，其特征在于，所述步骤S1中采用第一激光器、第二激光器和第三激光器，分别发出第一出射激光、第二出射激光和第三出射激光，所述步骤S2中，采用第一分束器使第一出射激光透射为所述探测光束，使第二出射激光和第三出射激光分别折射或反射至可区分第二出射激光和第三出射激光的感光器件，所述步骤S3之后执行步骤S4和S5，且步骤S4和步骤S5中分别对第一成像光束和第二成像光束进行调制。
7.如权利要求1所述的基于光同步的高维探测方法，其特征在于，步骤S4具体包括：
光束偏折器在t时刻对激光偏折在x和y方向分别表示为θx＝α(t)和θy＝β(t)，其中α(t)和β(t)是任意函数，探测光束在t时刻的光强用M(t)来表示，成像光束在t时刻的光强用S(t)来表示，探测光束的激光到达目标物体的时刻为t′，飞行时间为Δt＝t′-t＝z/c，其中z为光束偏折器到目标物体的距离，设目标物体的反射率相对于扫描光束的角分布为R(θx，θy)，该扫描光束从目标物体反射回来到达探测器的时刻为t″＝t′+Δt，探测器探测到的总光强为：
D(t″)＝R(α(t′)，β(t′))·M(t)·μ (1)
其中，R(α(t′)，β(t′))为所述目标物体在(α(t′)，β(t′))方位上对探测光束的反射率，μ为总的探测效率，此时，对成像光束在t″时刻的光强S(t″)进行调制：
S(t″)＝T{D(t″)} (2)
T{}为任意调制函数，在成像光束扫描感光器件时，在(α(t″)，β(t″))的方向上投射了强度为S(t″)的光束到感光器件上，形成目标物体上各点的灰度信息。
8.如权利要求7所述的基于光同步的高维探测方法，其特征在于，所述调制函数T{}为：
S(t″)＝A·[C-D(t″)]+B
其中，A、B和C为常数，A为正实数。
9.如权利要求1所述的基于光同步的高维探测方法，其特征在于，步骤S5具体包括：
探测器探测到的总光强D(t″)，根据所述预编码的形式通过相应的运算得到当前扫描方位上的待测物体距离信息g(α(t″)，β(t″)，t″)，根据距离信息g(α(t″)，β(t″)，t″)调制成像光束的光强：
S(α(t″)，β(t″)，t″)＝T{g(α(t″)，β(t″)，t″)} (5)
T{}为任意调制函数，在(α(t″)，β(t″))的方向上投射了强度为S(α(t″)，β(t″)，t″)的光束到感光器件上，形成物体的距离信息图。
10.如权利要求9所述的基于光同步的高维探测方法，其特征在于，所述调制函数T{}为：
S(α(t″)，β(t″)；t″)＝A·[C-g(α(t″)，β(t″)；t″)]+B
其中，A，C和B为常数，A为正实数。
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