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专利号: 2026104457790
申请人: 南京信息工程大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-08-19
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于脉冲相移的距离选通成像系统,其特征在于,包括:数字控制单元用于生成M个激光脉冲信号及快门控制信号、M个激光器驱动模块、M组激光二极管、光纤合束器用于将各组激光二极管输出的激光进行合束、成像单元接收快门控制信号并包含像增强器及其驱动模块用于在快门控制信号的控制下对目标进行选通成像;其中M≥2,各激光脉冲信号的重复频率相同但相位存在差值;每个激光器驱动模块分别与数字控制单元的一个激光脉冲信号输出端连接;每组激光二极管与一个激光器驱动模块连接,各组激光二极管在对应的激光脉冲信号驱动下输出激光;其中,数字控制单元设置为高亮度成像模式,其中,各激光脉冲信号的相位依次相差360°/M,使得各组激光二极管轮流工作;快门控制信号为周期性脉冲信号,其重复频率为单个激光脉冲信号重复频率的M倍;数字控制单元设置为多目标成像模式,其中,各激光脉冲信号的相位差与不同成像距离相对应;快门控制信号为周期性脉冲信号,其重复频率与激光脉冲信号相同;通过调节快门控制信号与各激光脉冲信号之间的相位,实现对多个距离处目标的同时选通成像;数字控制单元设置为全距离成像模式,其中,各激光脉冲信号的输出时间间隔由伪随机数序列控制;快门控制信号为重复频率固定的周期性脉冲信号;通过随机化激光出射时间,使得成像单元在快门开启时接收到的回波信号对应全距离范围内的目标。

2.根据权利要求1所述的基于脉冲相移的距离选通成像系统,其特征在于,数字控制单元设置为基于光源数量控制的亮度均衡模式,其中,数字控制单元内置有距离‑相位‑激光二极管数量映射表;根据目标距离确定对应相位的激光脉冲信号,并控制对应组内激光二极管的使能数量,以适配不同距离的光强需求。

3.根据权利要求1所述的基于脉冲相移的距离选通成像系统,其特征在于,数字控制单元设置为基于占空比调节的亮度均衡模式,其中,数字控制单元内置有距离‑相位‑占空比映射表;根据目标距离调节对应激光脉冲信号的输出使能信号的占空比,以控制单位时间内的出光能量,实现不同距离成像亮度的均衡。

4.根据权利要求1所述的基于脉冲相移的距离选通成像系统,其特征在于,数字控制单元通过现场可编程门阵列FPGA、ASIC、MCU实现。

5.一种基于脉冲相移的距离选通成像方法,其特征在于,采用权利要求1‑4任一项所述的系统实现,包括以下步骤:

(1)生成M个相位存在差值的激光脉冲信号及对应的快门控制信号,其中M≥2;

(2)通过各激光脉冲信号分别驱动对应的激光二极管组输出激光;

(3)将各组激光合束后照射目标;

(4)根据快门控制信号控制成像单元的快门开启时机,接收目标反射的激光回波并进行成像。

6.根据权利要求5所述的基于脉冲相移的距离选通成像方法,其特征在于,还包括:通过使各组激光脉冲信号相位依次相差360/M,实现激光二极管的轮流工作,降低光纤承受的峰值光功率;通过设置各激光脉冲信号的相位差对应不同成像距离,并调节快门控制信号与各脉冲信号的相位,实现同时对多个距离处的目标成像;通过伪随机序列控制各激光脉冲信号的出射时间,实现全距离范围内的随机选通成像;根据目标距离动态调节激光二极管的工作数量或激光脉冲信号的输出占空比,实现不同距离成像亮度的均衡。