CN112748443B - 一种动态目标三维成像装置及方法 - Google Patents

一种动态目标三维成像装置及方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种动态目标三维成像装置及方法，装置包括激光发射***、光束扫描***、回波探测***和数据处理***。激光发射***，用于产生激光光束，并传输至所述光束扫描***；光束扫描***利用全固态光学相控阵对待探测目标的散射回波信号进行动态光束扫描；回波探测***，用于收集待测目标在不同位置的点云信息；数据处理***根据目标在不同位置的点云信息，重构出待探测目标的动态三维图像。本发明利用全固态光学相控阵实现光束扫描，无机械扫描组件，精度高、重量轻，可以满足高精度、动态目标的三维成像要求；且利用目标的点云数据与扫描分布信息，可重构出目标的三维图像，抗干扰性强、鲁棒性高，在白天强噪声环境仍具有优异性能。

Description

一种动态目标三维成像装置及方法
技术领域
本发明涉及激光三维成像领域，更具体地，涉及一种动态目标三维成像装置及方法。
背景技术
随着数字地球、数字城市、逆向工程、虚拟现实等领域的快速发展，各类三维空间信息获取的工具和手段也不断涌现。激光主动三维成像技术以其高精度、非接触、速度快等特点而得到了广泛的应用。激光主动三维成像技术作为一种信息的空间信息获取手段，能以点云的形式获取目标的三维模型，并通过进一步数据处理可以实现目标的高精度三维重构。
近年来，为满足远距离目标三维快速成像的需求，单光子激光三维成像技术得到了快速发展，当单光子探测器测到一个或多个目标回波光子时，产生一个响应脉冲，利用时间相关单光子计数(TCSPC，Time-correlated single photon counting)计数实现不同回波时刻的脉冲累计，从而获得目标的距离信息。并结合收发光束的二维扫描，可以获得目标完整的三维点云信息。
目前，单光子激光三维成像技术主要应用静态目标的测量，一方面，当目标运动时，TCSPC积累的回波脉冲无法正常表示目标距离。在目标运动速度较低时，TCSPC的回波脉冲累积值会展宽，测量虚警率增加；在目标速度较快时，TCSPC回波脉冲累积值将完全淹没于噪声信号中，导致测量失败。另一方面，对于高速运动目标在运动状态中完成光束扫描对运动部件扫描速度与扫描精度提出了很高的要求，目前机械扫描方式，诸如二维扫描振镜，具有机械旋转部件，响应速度慢，难以满足高速运动目标的光束二维扫描的需求。
发明内容
本发明实施例提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的一种动态目标三维成像装置及方法。
根据本发明实施例的第一方面，提供了一种动态目标三维成像装置，包括激光发射***、光束扫描***、回波探测***和数据处理***；所述激光发射***，用于产生激光光束，并传输至所述光束扫描***；所述光束扫描***，用于将所述激光光束出射至所述探测目标区域，接收待探测目标的散射回波信号；还用于利用全固态光学相控阵对待探测目标的散射回波信号进行动态光束扫描，获取待探测目标在不同位置的点云信息；所述回波探测***，用于收集待测目标在不同位置的点云信息，并传输至所述数据处理***；所述数据处理***，用于根据所述全固态光学相控阵的二维扫描分布信息和待探测目标在不同位置的点云信息，重构出待探测目标的动态三维图像。
在上述技术方案的基础上，本发明实施例还可以作出如下改进。
可选的，所述激光发射***包括激光驱动器、激光器、光束调制组件、PIN探测器、信号调制组件和A/D转换组件；所述激光器，用于根据所述激光驱动器的驱动产生特定频率、特定能量的脉冲激光光束，并入射所述光束调制组件；所述光束调制组件，用于对所述激光光束进行分光处理，使得所述激光光束的主要能量传输至所述光束扫描***，极少能量传输至所述PIN探测器；所述PIN探测器，用于根据所述极少能量完成光同步，并输出同步信号至所述信号调制组件；所述信号调制组件，用于对所述PIN探测器输出的同步信号进行噪声抑制和信号放大；所述A/D转换组件，用于将调理后的模拟信号转换为数字信号，并传输至所述数据处理***。
可选的，所述光束扫描***包括望远镜组、全固态光学相控阵和驱动电路；所述望远镜组，用于将激光光束出射至探测目标区域，并接收待探测目标的散射回波信号；所述全固态光学相控阵，用于根据所述驱动电路的驱动信号对出射光束和待探测目标的散射回波信号进行动态光束扫描，获取待探测目标在不同位置的点云信息，并传输至所述回波探测***。
可选的，所述回波探测***包括光束耦合器件、单光子探测器和TCSPC器件；所述光束耦合器件，用于对待探测目标的散射回波信号能量进行收集并耦合至单光子探测器；所述单光子探测器，用于接收待探测目标的散射回波能量，并向外输出脉冲到TCSPC器件中；所述TCSPC器件，用于接收所述单光子探测器输出的脉冲，并记录下PIN探测同步信号时间差。
可选的，所述数据处理***包括FPGA和硬盘；所述FPGA，用于根据所述A/D转换组件输出的同步信号和所述TCSPC模块输出的PIN探测同步信号时间差，完成激光器、全固态光学相控阵、TCSPC器件的时序控制与同步。
根据本发明实施例的第二方面，提供了一种动态目标三维成像方法，包括：设置动态目标三维成像装置的***参数；***参数设置完毕后，通过全固态光学相控阵对发射至探测目标区域的发射光束和待探测目标的散射回波信号进行动态光束扫描，获取待探测目标在不同位置的点云信息；根据所述全固态光学相控阵的二维扫描分布信息和待探测目标在不同位置的点云信息，重构出待探测目标的动态三维图像。
可选的，所述设置动态目标三维成像装置的***参数包括：将激光器出射激光的重复频率设置为l Hz，将TCSPC器件的最小时间分辨率设置为Δt，单次采集次数时间设置于为T，累计采集总次数设置为N。
可选的，所述根据所述全固态光学相控阵的二维扫描分布信息和待探测目标在不同位置的点云信息，重构待探测目标的动态三维图像包括：获取待探测目标在每一个位置的点云信息；将待探测目标在任一个位置的点云信息从点云二维空间投影到极坐标参数空间，其中，点云二维空间数据中直线上的数据点在极坐标参数空间中将汇聚到一点；在极坐标参数空间中进行峰值点搜索，获取汇聚点数最多位置的极坐标参数，所述极坐标参数为待探测目标在任一个位置的点云信息投影后，在极坐标参数空间中的极坐标参数；根据待探测目标在任一个位置的点云信息在极坐标参数空间中的极坐标参数，得到待探测目标在所述任一个位置的速度信息和距离信息；根据待探测目标在每一个位置的速度信息和距离信息，重构待探测目标的动态三维图像。
可选的，通过如下公式将待探测目标在任一个位置的点云信息从点云二维空间投影到极坐标参数空间：
ρ＝xcosθ+ysinθ。
其中，x为点云空间坐标中的回波时刻，y为点云空间坐标中的测量次数。
可选的，所述根据待探测目标在任一个位置的点云信息在极坐标参数空间中的极坐标参数，得到待探测目标在所述任一个位置的速度信息和距离信息包括：
Figure BDA0002858673680000041
Figure BDA0002858673680000042
Figure BDA0002858673680000043
其中，(ρmax,θmax)为汇聚点数最多位置的极坐标参数，y为待探测目标运动轨迹函数，vi,j为待探测目标在所述任一个位置的速度信息，Ri,j为待探测目标在所述任一个位置的距离信息，c为光速，(i,j)为所述任一个位置在点云数据空间中的坐标信息。
本发明实施例提供的一种动态目标三维成像装置及方法，光束扫描***利用全固态光学相控阵对待探测目标的散射回波信号进行动态光束扫描，获取待探测目标在不同位置的点云信息；数据处理***根据全固态光学相控阵的二维扫描分布信息和待探测目标在不同位置的点云信息，重构出待探测目标的动态三维图像。本发明实施例利用全固态光学相控阵对收发光束进行二维扫描，无机械扫描组件，精度高、重量轻，可以满足高精度、动态目标的三维成像要求；且利用目标的点云数据和全固态光学相控阵的扫描分布信息，即可重构出目标的三维图像，抗干扰性强、鲁棒性高，在白天强噪声环境仍具有优异性能。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种动态目标三维成像装置结构示意图；
图2为本发明实施例提供的一种动态目标三维成像方法流程图；
图3为根据点云信息重构待探测目标的三维图像的流程图；
图4为待探测目标的点云空间分布信息示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
图1为本发明实施例提供的一种动态目标三维成像装置结构示意图，如图1所示，三维成像装置包括激光发射***、光束扫描***、回波探测***和数据处理***。
其中，激光发射***，用于产生激光光束，并传输至所述光束扫描***；光束扫描***，用于将激光光束出射至所述探测目标区域，接收待探测目标的散射回波信号；还用于利用全固态光学相控阵对待探测目标的散射回波信号进行动态光束扫描，获取待探测目标在不同位置的点云信息；回波探测***，用于收集待测目标在不同位置的点云信息，并传输至所述数据处理***；数据处理***，用于根据所述全固态光学相控阵的二维扫描分布信息和待探测目标在不同位置的点云信息，重构出待探测目标的动态三维图像。
可以理解的是，基于背景技术中存在的问题，本发明实施例提供了一种能够快速进行动态目标的三维成像的装置，该装置可以高速实现激光收发光束的二维扫描，扫描精度高、结构紧凑。该三维成像装置主要包括激光发射***、光束扫描***、回波探测***和数据处理***。
其中，激光发射***用以产生窄脉冲高功率主动激光光束，以保证***高分辨率与散射回波能量。光束扫描***主要向待探测目标发射激光光束，并接收待探测目标的散射回波信号，以及利用全固态光学相控阵对发射激光光束和待探测目标的散射回波信号进行动态光束扫描，获取待探测目标在不同位置的点云信息。数据处理***主要根据全固态光学相控阵的二维扫描分布信息和待探测目标在不同位置的点云信息，重构出待探测目标的动态三维图像。
本发明实施例提供的动态目标三维成像装置，利用全固态光学相控阵对收发光束进行二维扫描，无机械扫描组件，精度高、重量轻，可以满足高精度、动态目标的三维成像要求；且利用目标的点云数据和全固态光学相控阵的扫描分布信息，即可重构出目标的三维图像，抗干扰性强、鲁棒性高，在白天强噪声环境仍具有优异性能。
在一种可能的实施例方式中，激光发射***包括激光驱动器、激光器、光束调制组件、PIN探测器、信号调制组件和A/D转换组件。
其中，激光器，用于根据激光驱动器的驱动产生特定频率、特定能量的脉冲激光光束，并入射所述光束调制组件；光束调制组件，用于对所述激光光束进行分光处理，使得激光光束的主要能量传输至所述光束扫描***，极少能量传输至PIN探测器；PIN探测器，用于根据所述极少能量完成光同步，并输出同步信号至所述信号调制组件；信号调制组件，用于对PIN探测器输出的同步信号进行噪声抑制和信号放大；A/D转换组件，用于将调理后的模拟信号转换为数字信号，并传输至所述数据处理***。
可以理解的是，激光发射***由激光器、激光驱动器、光束调制组件、PIN探测器、信号调制组件、A/D转换组件组成。激光驱动器用于驱动控制激光器；激光器用以发射特定频率、能量的脉冲激光；光束调制组件用以将激光出射光分光，比例为99.5％：0.5％，其中99.5％能量输出到光束扫描***中，0.5％能量输出到PIN探测器中；PIN探测器用以接收激光器分光后的能量完成光同步，PIN探测器接收到激光器能量后经信号调制组件和A/D转换组件后输出到回波探测***的TCSPC器件中；信号调理组件用以完成对PIN探测器输出信号的噪声抑制与信号放大；A/D转换组件用以将调理后的模拟信号转换为数字信号。
其中，光束调制组件为激光扩束器与分光镜，其中激光扩束器用于扩大激光出射光束并减少发散角。激光器出射光束经扩束器后再通过分光镜，分光镜将激光主要能量分入光束扫描***，极少能量分入PIN探测器。信号调制组件为信号比较器与放大器，用以完成对PIN探测器探测输出信号整形与放大，生成标准TTL信号。
在一种可能的实施例方式中，光束扫描***包括望远镜组、全固态光学相控阵和驱动电路；望远镜组，用于将激光光束出射至探测目标区域，并接收待探测目标的散射回波信号；全固态光学相控阵，用于根据所述驱动电路的驱动信号对出射光束和待探测目标的散射回波信号进行动态光束扫描，获取待探测目标在不同位置的点云信息，并传输至所述回波探测***。
可以理解的是，光束扫描***用以完成对发射高速扫描与目标回波能量的收集，实现大视场区域的快速探测，包括全固态光学相控阵和望远镜组。望远组件为收发共孔径望远成像***，用以完成激光发射与目标回波能量接收。全固态光学相控阵为OPA光学相控阵组件，用以完成对发射和接收光束的快速扫描，驱动电路用于驱动全固态光学相控阵的偏转角度，使得全固态光学相控阵。具体的，全固态光学相控阵，用于根据驱动电路的驱动信号对出射光束和待探测目标的散射回波信号进行动态光束扫描，获取待探测目标在不同位置的点云信息。
在一种可能的实施例方式中，回波探测***包括光束耦合器件、单光子探测器和TCSPC器件。光束耦合器件，用于对待探测目标的散射回波信号能量进行收集并耦合至单光子探测器；单光子探测器，用于接收待探测目标的散射回波能量，并向外输出脉冲到TCSPC器件中；TCSPC器件，用于接收单光子探测器输出的脉冲，并记录下PIN探测同步信号时间差。
可以理解的是，回波探测***用以收集目标散射回波信号，经过光束耦合***后进入单光子探测器中，包括光束耦合***、单光子探测器和TCSPC器件。
其中，光束耦合***为光纤耦合器或空间光耦合器，当单光子探测器为光纤输入时，用以将目标回波能量耦合到光纤端面，再通过光纤输入单光子探测器光敏面；当单光子探测器为空间输入时，用以将目标回波能量直接耦合单光子探测器光敏面。单光子探测器为盖革模式光电倍增管或超导纳米线单光子探测器，用以接受目标一个或多个回波光子并产生输出脉冲信号。
在一种可能的实施例方式中，数据处理***包括FPGA和硬盘；FPGA，用于根据所述A/D转换组件输出的同步信号和所述TCSPC模块输出的PIN探测同步信号时间差，完成激光器、全固态光学相控阵、TCSPC器件的时序控制与同步。
可以理解的是，数据处理***用以完成***硬件控制、数据采集与处理工作，收集不同角度下的目标散射回波信息，重构出目标三维点云图像。
图2为本发明实施例提供的一种动态目标三维成像方法，如图2所示，动态目标三维成像方法包括：201、设置动态目标三维成像装置的***参数；202、***参数设置完毕后，通过全固态光学相控阵对发射至探测目标区域的发射光束和待探测目标的散射回波信号进行动态光束扫描，获取待探测目标在不同位置的点云信息；203、根据所述全固态光学相控阵的二维扫描分布信息和待探测目标在不同位置的点云信息，重构出待探测目标的动态三维图像。
可以理解的是，首先，对动态目标三维成像装置进行***参数的设置，当***参数设置完毕后，通过全固态光学相控阵进行光束动态扫描，获取待探测目标在不同位置的点云信息。然后，根据全固态光学相控阵的二维扫描分布信息以及扫描获取的待探测目标在不同位置的点云信息，重构待探测目标的动态三维图像。
其中，设置动态目标三维成像装置的基本参数，激光器出射激光重复频率为l Hz，将TCSPC最小时间分辨率设置为Δt，单次采集次数时间为T，累计采集总次数为N。
当***参数设置完毕后，控制全固态光学相控阵，按照设计光束扫描路径开始扫描第(1,1)点，TCSPC器件记录下激光发射后，单次采集次数时间0～T内，单光子探测输出的脉冲信号的对应时刻，累计采集次数N，获取第(1,1)点处目标点云信息f(1,1)；重复采用全固态光学相控阵完成全路径扫描获得目标(1,1)～(n,n)点的目标点云信息f(i,j)(i,j＝1,2,…,n)。
在一种可能的实施例方式中，可参见图3，根据全固态光学相控阵的二维扫描分布信息和待探测目标在不同位置的点云信息，重构待探测目标的动态三维图像包括：获取待探测目标在每一个位置的点云信息；将待探测目标在任一个位置的点云信息从点云二维空间投影到极坐标参数空间，其中，点云二维空间数据中直线上的数据点在极坐标参数空间中将汇聚到一点；在极坐标参数空间中进行峰值点搜索，获取汇聚点数最多位置的极坐标参数，极坐标参数为待探测目标在任一个位置的点云信息投影后，在极坐标参数空间中的极坐标参数；根据待探测目标在任一个位置的点云信息在极坐标参数空间中的极坐标参数，得到待探测目标在任一个位置的速度信息和距离信息；根据待探测目标在每一个位置的速度信息和距离信息，重构待探测目标的动态三维图像。
可以理解的是，根据全固态光学相控阵全路径扫描获得的待探测目标在(1,1)～(n,n)点的点云数据，假设在位置(i,j)点的点云信息为f(i,j)(i,j＝1,2,…,n)，对动态目标三维图像的重构方法为，采用动态目标速度修正方法从不同点云信息f(i,j)中提取出对应目标速度vi,j和目标距离Ri,j；结合光学相控阵二维扫描分布信息与待探测目标的速度信息和距离信息即可以得到目标的动态三维图像。
其中，动态目标速度修正方法是一种从点云数据空间到参数空间的映射关系，可将被检测点云数据中的目标回波数据在参数空间中凝聚起来形成与目标运动轨迹对应的参数峰值点，从而得到点云运动轨迹的参数。该方法实质是将原始点云空间内具有一定关系的点云进行聚类，寻找能把某些点云用某一解析形式联系起来的参数空间累积对应点。具体步骤包括：
获取待探测目标在不同位置的点云信息f(i,j)，并根据目标特点设置距离门控，滤除点云后向散射噪声。通过公式(1)完成点云信息从点云二维空间到极坐标参数空间的转换，将点云二维空间数据投影到极坐标(ρ,θ)参数空间，其中，点云二维空间数据中直线上的数据点在极坐标参数空间中将汇聚到一点，可参见图4。
ρ＝xcosθ+ysinθ；   (1)
其中，x为点云空间坐标中的回波时刻，y为点云空间坐标中的测量次数。
完成参数空间转换后，点云二维空间数据中直线上的数据点在极坐标参数空间中将汇聚到一点，通过在极坐标参数空间进行峰值点搜索，获取汇聚点数最多位置的极坐标(ρmax,θmax)。
通过汇聚点数最多位置极坐标(ρmax,θmax)可以得到点云二维空间中目标运动轨迹的函数，如公式(2)，其中目标速度vi,j，目标距离Ri,j如式(3)和式(4)所式，其中c为光速，当vi,j为负值时目标飞离***，为正值时飞抵***。
Figure BDA0002858673680000111
Figure BDA0002858673680000112
Figure BDA0002858673680000113
其中，(ρmax,θmax)为汇聚点数最多位置的极坐标参数，y为待探测目标运动轨迹函数，vi,j为待探测目标在所述任一个位置的速度信息，Ri,j为待探测目标在所述任一个位置的距离信息，c为光速，(i,j)为所述任一个位置在点云数据空间中的坐标信息。
根据公式(2)、(3)和(4)，可求得待探测目标在每一个不同位置处的速度信息和距离信息，最后根据全固态光学相控阵的二维扫描分布信息以及待探测目标的速度信息和距离信息，重构动态目标的三维图像。
本发明实施例提供的一种动态目标三维成像装置及方法，利用全固态光学相控阵实现光束扫描与收发，无机械扫描组件，精度高、重量轻，可以满足高精度、动态目标的三维成像要求；利用目标运动参数匹配来进行目标运动轨迹提取，抗干扰性强、鲁棒性高，在白天强噪声环境仍具有优异性能。
尽管已描述了本申请的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请范围的所有变更和修改。
显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包括这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种动态目标三维成像装置，其特征在于，包括激光发射***、光束扫描***、回波探测***和数据处理***；
所述激光发射***，用于产生激光光束，并传输至所述光束扫描***；
所述光束扫描***，用于将所述激光光束出射至探测目标区域，接收待探测目标的散射回波信号；还用于利用全固态光学相控阵对待探测目标的散射回波信号进行动态光束扫描，获取待探测目标在不同位置的点云信息；
所述回波探测***，用于收集待测目标在不同位置的点云信息，并传输至所述数据处理***；
所述数据处理***，用于根据所述全固态光学相控阵的二维扫描分布信息和待探测目标在不同位置的点云信息，将待探测目标在不同位置的点云信息从点云二维空间投影到极坐标参数空间，根据待探测目标在任一个位置的点云信息在极坐标参数空间中的极坐标参数，得到待探测目标在任一个位置的速度信息和距离信息；根据待探测目标在每一个位置的速度信息和距离信息，重构出待探测目标的动态三维图像，
所述回波探测***包括光束耦合器件、单光子探测器和TCSPC器件；
所述光束耦合器件，用于对待探测目标的散射回波信号能量进行收集并耦合至单光子探测器；
所述单光子探测器，用于接收待探测目标的散射回波能量，并向外输出脉冲到TCSPC器件中；
所述TCSPC器件，用于接收所述单光子探测器输出的脉冲，并记录下PIN探测同步信号时间差。
2.根据权利要求1所述的动态目标三维成像装置，其特征在于，所述激光发射***包括激光驱动器、激光器、光束调制组件、PIN探测器、信号调制组件和A/D转换组件；
所述激光器，用于根据所述激光驱动器的驱动产生特定频率、特定能量的脉冲激光光束，并入射所述光束调制组件；
所述光束调制组件，用于对所述激光光束进行分光处理，使得所述激光光束的主要能量传输至所述光束扫描***，极少能量传输至所述PIN探测器；
所述PIN探测器，用于根据所述极少能量完成光同步，并输出同步信号至所述信号调制组件；
所述信号调制组件，用于对所述PIN探测器输出的同步信号进行噪声抑制和信号放大；
所述A/D转换组件，用于将调理后的模拟信号转换为数字信号，并传输至所述数据处理***。
3.根据权利要求2所述的动态目标三维成像装置，其特征在于，所述光束扫描***包括望远镜组、全固态光学相控阵和驱动电路；
所述望远镜组，用于将激光光束出射至探测目标区域，并接收待探测目标的散射回波信号；
所述全固态光学相控阵，用于根据所述驱动电路的驱动信号对出射光束和待探测目标的散射回波信号进行动态光束扫描，获取待探测目标在不同位置的点云信息，并传输至所述回波探测***。
4.根据权利要求1所述的动态目标三维成像装置，其特征在于，所述数据处理***包括FPGA和硬盘；
所述FPGA，用于根据所述A/D转换组件输出的同步信号和所述TCSPC器件输出的PIN探测同步信号时间差，完成激光器、全固态光学相控阵、TCSPC器件的时序控制与同步。
5.根据权利要求1所述的动态目标三维成像装置，其特征在于，所述光束扫描***包括望远镜组、全固态光学相控阵和驱动电路；
所述望远镜组，用于将激光光束出射至探测目标区域，并接收待探测目标的散射回波信号；
所述全固态光学相控阵，用于根据所述驱动电路的驱动信号对出射光束和待探测目标的散射回波信号进行动态光束扫描，获取待探测目标在不同位置的点云信息，并传输至所述回波探测***。
6.一种动态目标三维成像方法，其特征在于，包括：
设置如权利要求1-5任一项所述的动态目标三维成像装置的***参数；
***参数设置完毕后，通过全固态光学相控阵对发射至探测目标区域的发射光束和待探测目标的散射回波信号进行动态光束扫描，获取待探测目标在不同位置的点云信息；
根据所述全固态光学相控阵的二维扫描分布信息和待探测目标在不同位置的点云信息，重构出待探测目标的动态三维图像。
7.根据权利要求6所述的动态目标三维成像方法，其特征在于，所述设置动态目标三维成像装置的***参数包括：
将激光器出射激光的重复频率设置为lHz，将TCSPC器件的最小时间分辨率设置为Δt，单次采集次数时间设置于为T，累计采集总次数设置为N。
8.根据权利要求6或7所述的动态目标三维成像方法，其特征在于，所述根据所述全固态光学相控阵的二维扫描分布信息和待探测目标在不同位置的点云信息，重构待探测目标的动态三维图像包括：
获取待探测目标在每一个位置的点云信息；
将待探测目标在任一个位置的点云信息从点云二维空间投影到极坐标参数空间，其中，点云二维空间数据中直线上的数据点在极坐标参数空间中将汇聚到一点；
在极坐标参数空间中进行峰值点搜索，获取汇聚点数最多位置的极坐标参数，所述极坐标参数为待探测目标在任一个位置的点云信息投影后，在极坐标参数空间中的极坐标参数；
根据待探测目标在任一个位置的点云信息在极坐标参数空间中的极坐标参数，得到待探测目标在所述任一个位置的速度信息和距离信息；
根据待探测目标在每一个位置的速度信息和距离信息，重构待探测目标的动态三维图像。
9.根据权利要求8所述的动态目标三维成像方法，其特征在于，通过如下公式将待探测目标在任一个位置的点云信息从点云二维空间投影到极坐标参数空间：ρ＝xcosθ+ysinθ，
其中，x为点云空间坐标中的回波时刻，y为点云空间坐标中的测量次数。
10.根据权利要求9所述的动态目标三维成像方法，其特征在于，所述根据待探测目标在任一个位置的点云信息在极坐标参数空间中的极坐标参数，得到待探测目标在所述任一个位置的速度信息和距离信息包括：
其中，(ρmax,θmax)为汇聚点数最多位置的极坐标参数，ymax为待探测目标运动轨迹函数，vi,j为待探测目标在所述任一个位置的速度信息，Ri,j为待探测目标在所述任一个位置的距离信息，c为光速，(i,j)为所述任一个位置在点云数据空间中的坐标信息，Δt为TCSPC器件的最小时间分辨率。
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