文档介绍：浙江大学
硕士学位论文
无扫描激光三维成像技术研究和系统实验平台的设计与实现
姓名:张璐璐
申请学位级别:硕士
专业:信息与通信工程
指导教师:刘济林
20060501
摘要号、器醚≡癯坦渎飞杓疲迪窒低车闹饕C桓!!<す夤庠础⒄找ɑ拖耔鼻器的同步:鳌A硗舛允迪窒低车墓丶骷!O裨銮科鞯脑砗陀τ媒刑【关键词】无扫描、三维成像、方波调囊ā⑷堑鞲罘ā粗频缏贰激光光滚、像增强嚣、照相祝、硬伟设计方案、实现方案无扫描激光三维成像技术是一种新兴的三维成像技术,它是对传统的扫描式三维成像技术的突破,在军事、民用领域起到革颛性的作用。本论文萱先介绍了无拯猫激光三维成像技术的原理、系统方案和实现方法,包括三角调制法和方波调制法,分析了系统实现的滩点。接下来详细介绍了基于方波调制法的无扫描激光三维成像系统控制电路的硬件设计方案,包括接口信究,分析了亮度增益、影响因素以及信噪比,这然理论准备将会对以后的图像拍摄工作起到指导性的作用。后面介绍了基于方波调制法的无扫描激光三维成像系统控制毫路的实现方案,包括设计的思路、程序流程图、各个模块实现功能以及仿真结果。最后对工作进行了总结和展望。浙江大学硕士学位论文
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第一章引言§课题背景三维成像技术是为了满足人们对周飘环境的感知需要面诞生的,它着眼于视场深度信怠的提取。这种技术最早应舔子军事领域,如小型灵巧炸弹和巡航导弹的精确制导,赢升机避障,目标瞄准与跟踪,导弹的地形跟踪,战区地形的精确测量,各种战斗武器的分类与识别等。随着三维成像技术的嗣趋进步,它也已经在民用镶域发挥了黧要Ч蓿绲己健⑽佬遣氩狻⒘⑻迨雨丁⑻寤饬俊⑿槟庀质怠立体电视、机嚣人等。目前比较成熟的三维成像技术应用的代表是激光雷达,它采用的是机械扫描原理,实际上每一个具体掴描点深度信息的获得完全类似激光测距仪的工作原理,溯甾反射弼采豹激光寮帮发菇密的激光束之阙的时间差即得到实际距离。激光测距雷达测量时间差有三种不同的技术:龀寮觳夥ǎ褐苯硬饩胺瓷渎龀逵敕⑸渎龀逯涞氖奔洳睿庵致龀宀饩的精度大都为米的量级,是在军事及工程测量中精度不离的场台使用。喔杉觳夥ǎ和ü馊俚髌挡ǖ姆⑸涔馐头瓷涔馐涞穆雌担佣量时间差。这种方法测量精度高,通常在毫米量级,因而在大地、工程和体育测量中得到广泛应用。缮婕煸ǚǎ和腹忪嗉す夤獠ū旧淼母缮嫣跷票浠床舛ň嗬耄员离分辨率可达到半个激光波长,通常达到微米量级。激光雷达的优点可以归结如下:す獾纳潭确较蛐允构饷路⒔探呛苄。酵毒敌U罂勺栊〉角Х种一至蚍种欢取;箍梢哉庋斫猓菏罐录す庠上空照射地蘅时,地面光斑半径仅十几厘米,因此可以分辨出地面的细节。直媛释猓垢扇诺缡羌す饫状锉匦虢饩龅囊桓鲋匾N侍狻<す饫状镉捎单色性好、敝宽小、分辨事蘸,所以可以排狳背景或造羰杂波的干扰,因而能对超低空目标进行探测。然而由于原理和结构并不完善,激光雷达也有其弊端:趺傩械募す獬上窭状锒际巧枋讲饩嗬状铮说降耐枷袷菔且约昊球坐标的形式来表现。通常会将数据再变换到笛卡尔坐标系下。虽然激光雷达的扫描角度是均匀的,但这一非线性变换导致在直角坐标下各扫描点的不均匀。す獠饩嗬状锾寤蠖恐亍⒖占浞直媛式系停矣捎谒谏枋的撅理,因此数据处理遽度慢,即成像速度幔。激光雷达的种种缺陷限制了它的应用,因此研制高性能的无扫描成像系统便浙江大学礤士学位论文
§无扫描激光三维成像技术简介术应,觹Ⅳ即高清辩数字电褫领域,研制蠢能闷时拍摄菜一场景彩色图像无扫描激光三维成像原理——距离光强映射原理。它是对传统的扫描式激光溯距成了急需解决的课题。鉴于激光雷达的种种缺陷,人们提出了基于騝敖邮掌鞒上竦的重大突破。人们采用阵列式激光光源发出的高频调制激光脉冲序列照明视场,利用轈纸邮掌鞣直鸾邮詹煌嗬氲奈锾宸瓷浠乩吹募す猓绺据距离光强映射原理计算出深度壤愚。这类额鲍技术攥弃了原来的扫捶方式恧袋用无扫描方式。由于无扫描激光三维成像系统不采用旋转部件以及利用高速的面接收器,所以具有帧率高、空间分辨率高、体积小等优点。距离光强映射原理是由丑本笛槭曳⒚鞯模缃裱芯咳嗽币丫ù思和计算深度图像的三维摄像机,它拥有强度可调制的激光光源和超高速快门,水平垂直分辨率各为象素,每秒的传送帧图像,深度图像的分辨率可这。嚣猯中,剥霞这秘摄像桃可以获取不同深度范围的图像信惑。图巧阆窕纳愕脑纪枷瘢糱是经过计算后得到的深度信息图。图饺允玖瞬煌疃确段У耐枷裥畔⑻崛。和糲中提取了距离较远的背景图像信息,圈崛×司嗬氪τ谥屑浞段У耐枷裥畔ⅲ糴提取了距离最近的人手的信息。澌江大学硕士学位论文
§本人负责的工作§论文各部分主要内容图利用无扫描激光三维成像原理实现图像深度信息的提取