專利名稱：：實(shí)現(xiàn)抗干擾大視場距離選通汽車夜視的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及夜視
技術(shù)領(lǐng)域：
，尤其涉及一種實(shí)現(xiàn)抗干擾大視場距離選通汽車夜視的方法。
背景技術(shù)：
：在當(dāng)今社會，交通事故已成為威脅人民生命、財產(chǎn)安全的社會公害之一，尤其在夜間及霧、雨、雪等能見度低的情況下。目前，汽車夜間行駛時，主要靠近光燈和遠(yuǎn)光燈照明。一般情況下，近光燈的有效作用距離是50m左右，遠(yuǎn)光燈的有效作用距離是100m左右。在霧、雨、雪等能見度低情況下，駕駛員的可視距離變得更近，且極易造成駕駛員視線模糊和疲勞。另外，逆向車燈的眩光會使駕駛員眩目而看不清路況，易于事故發(fā)生?；诖?，提高駕駛員對潛在危險預(yù)見能力的汽車夜視技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。目前的汽車夜視輔助安全駕駛技術(shù)分為三類熱成像技術(shù)、連續(xù)主動紅外照明技術(shù)以及距離選通紅外技術(shù)。其中，真正具有破霧、雨、雪等能力的是距離選通紅外技術(shù)，加上其作用距離遠(yuǎn)的特點(diǎn)，使該技術(shù)成為國內(nèi)外研究的熱點(diǎn)。如圖1所示，距離選通技術(shù)的原理是利用脈沖激光器1和選通攝像機(jī)(ICCD)，以時間的先后分開不同距離上的散射光和目標(biāo)反射光。當(dāng)激光脈沖4處于往返途中時，攝像機(jī)選通門關(guān)閉，屏蔽來自大氣中懸浮微粒的后向散射光；當(dāng)目標(biāo)物體5反射的目標(biāo)信號6到達(dá)攝像機(jī)時，選通門開啟，目標(biāo)信號光進(jìn)入攝像機(jī)并對觀察目標(biāo)成像。但是，值得注意的是，隨著該技術(shù)普及，越來越多的汽車會裝配夜視系統(tǒng)，必然會使汽車夜視系統(tǒng)之間存在類似可見光車燈對駕駛員的眩目問題，即夜視系統(tǒng)的選通攝像機(jī)會受到其它夜視系統(tǒng)發(fā)出的脈沖激光的干擾，如圖2所示，對于配有夜視系統(tǒng)10的汽車A7，當(dāng)其工作段內(nèi)目標(biāo)物體5反射回的目標(biāo)信號6與其它干擾信號(如圖2中的來自汽車B8夜視系統(tǒng)的回波信號B12和來自汽車C9夜視系統(tǒng)的脈沖激光Cll)處于或交疊于目標(biāo)信號6的脈沖體積時，這些信號便都可被汽車A7攝像機(jī)接收，從而形成干擾，嚴(yán)重影響成像質(zhì)量。對于該問題，美國專利US2005/0269481Al中提出一種系統(tǒng)間同步解決方案(synchronicsolutions)，通過不同系統(tǒng)間的"交流"，協(xié)調(diào)不同系統(tǒng)的工作周期和收聽周期。該方案的特征是某周期內(nèi)，某汽車夜視系統(tǒng)A工作時，其他系統(tǒng)不工作，處于收聽周期，即脈沖激光和選通攝像機(jī)都不工作，下一周期中，汽車夜視系統(tǒng)A處于收聽周期，其他系統(tǒng)中的某系統(tǒng)B工作，而其余系統(tǒng)仍處于收聽周期，依此類推，不同夜視系統(tǒng)通過工作周期和收聽周期的交替協(xié)調(diào)來解決干擾問題。該解決方案存在的問題是需要通過安裝探測器或者射頻器件來解決不同的系統(tǒng)間的"交流"問題，接著，需要根據(jù)"交流"到的信息解讀不同系統(tǒng)的工作周期特點(diǎn)，然后，根據(jù)這些系統(tǒng)工作周期的特點(diǎn)協(xié)調(diào)各系統(tǒng)間的工作，因此，增加了系統(tǒng)復(fù)雜性，并且夜視系統(tǒng)數(shù)目較多時，會加長系統(tǒng)個體的收聽周期，使系統(tǒng)是處于較長時間的非工作狀態(tài)，從而產(chǎn)生了相應(yīng)的盲區(qū)，大大削弱了系統(tǒng)的夜視效果。如圖3所示，對于配有距離選通夜視系統(tǒng)的汽車而言，其車前區(qū)域在行駛方向上可分為車燈照明區(qū)13、夜視工作區(qū)14和盲區(qū)15。在距離選通技術(shù)中，可通過攝像機(jī)開啟的時間(即選通門寬)來控制觀察的景深，通過激光脈沖4與攝像機(jī)選通脈沖16之間的延遲時間來確定作用距離，實(shí)現(xiàn)汽車夜視工作區(qū)14的觀察。但是，當(dāng)汽車的夜視工作區(qū)14太大時，由于大氣中的混濁介質(zhì)和湍流介質(zhì)的影響，使得近區(qū)物體反射回的目標(biāo)信號比遠(yuǎn)區(qū)物體的反射回的信號能量要大，我們稱這種效應(yīng)為遠(yuǎn)近效應(yīng)，嚴(yán)重時，遠(yuǎn)區(qū)的目標(biāo)信號會淹沒在噪聲中，使遠(yuǎn)區(qū)觀察失效。另外，大工作視場下的累積噪聲也可能會淹沒目標(biāo)信號。因此，在解決系統(tǒng)間的干擾問題時還必須兼顧到大視場的遠(yuǎn)近效應(yīng)問題及噪聲累積問題。
發(fā)明內(nèi)容(—)要解決的技術(shù)問題有鑒于此，本發(fā)明的主要目的在于提供一種實(shí)現(xiàn)抗干擾大視場距離選通汽車夜視的方法，以解決大視場工作時的遠(yuǎn)近效應(yīng)、噪聲累積以及不同夜視系統(tǒng)間干擾的問題。(二)技術(shù)方案為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下—種實(shí)現(xiàn)抗干擾大視場距離選通汽車夜視的方法，該方法基于時間切片技術(shù)及脈沖激光器的捷變頻技術(shù)實(shí)現(xiàn)，該脈沖激光器工作的頻點(diǎn)處于偽隨機(jī)變化的狀態(tài)，滿足一定脈沖間隔的脈沖激光從該脈沖激光器發(fā)出，并前向傳播；夜視工作區(qū)被分為n個工作段，n為自然數(shù)，采用工作段圖層加權(quán)的工作方式，由選通脈沖與激光脈沖之間的延遲時間的變化來實(shí)現(xiàn)不同工作段切片的掃描，并按設(shè)定的曝光權(quán)值Y采集圖層樣本，然后，對圖層樣本進(jìn)行篩選、橫向降噪和融合得到圖層幀，再對圖層幀進(jìn)行縱向降噪和融合處理得到輔助駕駛員安全駕駛的視幀圖片。上述方案中，所述脈沖激光器采用的捷變頻技術(shù)，頻點(diǎn)變化具有隨機(jī)性、預(yù)先確定性以及可重復(fù)性的特點(diǎn)，該脈沖激光器的脈沖能量為定值，其變頻方式有兩種一種是脈間捷變頻，相鄰脈沖間的重復(fù)頻率不一致；一種是脈組捷變頻，同一脈組內(nèi)的重復(fù)頻率一致，相鄰脈組間的重復(fù)頻率不一致。上述方案中，所述時間切片技術(shù)是由選通脈沖與激光脈沖之間的延遲時間的變化來實(shí)現(xiàn)每個工作段的掃描，具體包括夜視工作區(qū)被分為n個工作段，工作段的景深d決定攝像機(jī)選通門脈沖開啟時間、，其大小為<formula>formulaseeoriginaldocumentpage5</formula>公式(1)中，c為光在空氣中的傳播速度，公式(1)成立應(yīng)滿足條件激光器脈寬遠(yuǎn)小于tw，即激光器的脈寬應(yīng)盡量的窄；對于工作段m對應(yīng)的延遲時間tm，由下式給出<formula>formulaseeoriginaldocumentpage5</formula>公式(2)中，Rmin為汽車夜視系統(tǒng)的最小作用距離，R。為汽車夜視系統(tǒng)所在位置；選通脈沖和激光脈沖之間的延遲時間存在最小值Tm》和最大值、M，大小為<formula>formulaseeoriginaldocumentpage5</formula><formula>formulaseeoriginaldocumentpage6</formula>公式(4)中，Rmax為汽車夜視系統(tǒng)的最大作用距離。上述方案中，所述曝光權(quán)值Y是指在一個工作周期中攝像機(jī)選通門對給定工作段開啟成像的有效曝光次數(shù)，不同工作段的曝光權(quán)值不同，工作段m的曝光權(quán)值為Ym，進(jìn)行Ym次有效曝光后可形成Ym個圖層樣本；其中，近區(qū)工作段的曝光權(quán)值小，遠(yuǎn)區(qū)工作段的曝光權(quán)值大，這樣可解決近區(qū)目標(biāo)信號強(qiáng)而遠(yuǎn)區(qū)目標(biāo)信號弱的遠(yuǎn)近效應(yīng)問題，使整個工作區(qū)的成像質(zhì)量均勻。曝光權(quán)值可根據(jù)大氣光學(xué)特性及目標(biāo)光學(xué)特性來確定。上述方案中，對于激光脈沖而言，選通攝像機(jī)的選通脈沖有兩種工作方式一脈一門和一脈多門；脈沖激光器向夜視工作區(qū)發(fā)射一個脈沖，相應(yīng)選通攝像機(jī)的選通門開啟n次，從而可采集n個不同工作段上的n個圖層樣本；當(dāng)n=l時，為一脈一門工作方式；當(dāng)n>l時，為一脈多門工作方式；其中，n為自然數(shù)。上述方案中，所述脈沖激光的一定脈沖間隔是該脈沖的周期TL，脈沖間隔不為單一值，有多個不同激光脈沖重復(fù)頻率的頻點(diǎn)，脈沖間隔大小滿足關(guān)系f1<formula>formulaseeoriginaldocumentpage6</formula>公式(5)中，f為夜視系統(tǒng)的指標(biāo)幀頻，L為系統(tǒng)的實(shí)際工作周期，大小為^=t，其中，F(xiàn)是一個系統(tǒng)工作周期中激光脈沖的頻點(diǎn)數(shù)，&是一個系統(tǒng)工作周期中.HTu脈沖出現(xiàn)的次數(shù)，aj滿足關(guān)系￡=一Z^。上述方案中，所述對圖層樣本進(jìn)行篩選、橫向降噪和融合得到圖層幀，再對圖層幀進(jìn)行縱向降噪和融合處理得到輔助駕駛員安全駕駛的視幀圖片，具體包括在工作過程中，對每個圖層內(nèi)的圖層樣本進(jìn)行篩選、橫向降噪和融合，得到一個圖層幀，然后，對圖層幀再進(jìn)行縱向降噪和融合處理，得到輔助駕駛員安全駕駛的夜視工作區(qū)的視幀圖片，從而完成當(dāng)前工作周期，進(jìn)入下一個工作周期。上述方案中，所述對圖層樣本進(jìn)行篩選、橫向降噪和融合得到圖層幀，具體包括對每一圖層中采集到的圖層樣本進(jìn)行篩選，剔除噪聲大的圖層樣本，該噪聲來自其他夜視系統(tǒng)的雜波干擾，然后，對剩余的圖層樣本進(jìn)行降噪聲處理，最后將這些篩選降噪后的圖層樣本進(jìn)行優(yōu)化融合處理，合成一個圖層幀。上述方案中，所述對圖層幀進(jìn)行縱向降噪和融合處理具體包括對整個工作段的n個圖層幀進(jìn)行降噪處理，然后進(jìn)行優(yōu)化融合處理，合成一個視幀。(三)有益效果從上述技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明具有以下有益效果1、利用本發(fā)明，由于采用圖層加權(quán)的工作方式，對不同的工作段設(shè)置不同的曝光權(quán)值，近區(qū)曝光權(quán)值小，遠(yuǎn)區(qū)曝光權(quán)值大，通過權(quán)值的優(yōu)化設(shè)定，可以實(shí)現(xiàn)夜視工作區(qū)均勻強(qiáng)度的觀察，所以，該方法具有簡單，靈活，可控性強(qiáng)的特點(diǎn)，可根據(jù)不同的工作環(huán)境設(shè)置不同工作段的曝光權(quán)值，有效解決遠(yuǎn)近效應(yīng)問題。2、利用本發(fā)明，由于采用激光脈沖偽隨機(jī)捷變頻技術(shù)，且對于同一工作段進(jìn)行多次掃描多圖層樣本采集，可大大減少同一脈沖體積內(nèi)目標(biāo)信號和干擾雜波信號間的交疊幾率，對于脈沖交疊時采集的圖層樣本可通過圖像處理剔除，所以，該方法可有效降低夜視系統(tǒng)間的干擾，提高系統(tǒng)的夜視質(zhì)量。3、利用本發(fā)明，由于該方法中對于激光脈沖和選通脈沖的工作方式可根據(jù)情況設(shè)計(jì)為一門一脈或一門多脈的工作方式，所以，該發(fā)明可以根據(jù)系統(tǒng)實(shí)時處理的要求靈活選擇合適的工作方式，較好的滿足夜視系統(tǒng)實(shí)時處理的要求。4、利用本發(fā)明，由于對夜視工作區(qū)進(jìn)行的是分工作段掃描，且對每個工作段進(jìn)行的是多圖層樣本采集，所以，該方法可為整個夜視工作區(qū)降噪處理提供有效的圖層樣本，從而易于通過幀積分等處理方法降低系統(tǒng)噪聲，提高夜視圖像的視幀質(zhì)量，使夜視圖像更加清晰和符合人眼視覺特征，有利于輔助駕駛員安全駕駛。圖1是距離選通夜視的原理圖；圖2是距離選通汽車夜視系統(tǒng)間的干擾示意圖；圖3是距離選通汽車夜視系統(tǒng)的工作區(qū)示意圖；圖4是距離選通汽車夜視系統(tǒng)大視場工作的原理圖；圖5是捷變頻激光脈沖序列(a)脈間捷變頻，(b)脈組捷變頻；圖6是距離選通汽車夜視系統(tǒng)工作脈沖時序(a)—脈一門式工作脈沖時序，(b)一脈二門式工作脈沖序列；圖7是距離選通夜視系統(tǒng)框架圖(a)內(nèi)觸發(fā)式，(b)外觸發(fā)式；圖中主要元件符號說明1脈沖激光器，2距離選通同步控制器件，3ICCD攝像機(jī)，4激光脈沖，5目標(biāo)物體，6目標(biāo)信號，7汽車A，8汽車B，9汽車C，10夜視系統(tǒng)，11脈沖激光C，12回波信號B，13車燈照明區(qū)，14夜視工作區(qū)，15盲區(qū)，16選通脈沖具體實(shí)施例方式為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合具體實(shí)施例，并參照附圖，對本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說明。在此公開本發(fā)明結(jié)構(gòu)實(shí)施例和方法的描述?？梢粤私獾氖遣⒉灰鈭D將本發(fā)明限制在特定公開的實(shí)施例中，而是本發(fā)明可以通過使用其它特征，元件方法和實(shí)施例來加以實(shí)施。不同實(shí)施例中的相似元件通常會標(biāo)示相似的號碼。本發(fā)明提供的實(shí)現(xiàn)抗干擾大視場距離選通汽車夜視的方法，基于時間切片技術(shù)及脈沖激光器的捷變頻技術(shù)實(shí)現(xiàn)，該脈沖激光器工作的頻點(diǎn)處于偽隨機(jī)變化的狀態(tài)，滿足一定脈沖間隔的脈沖激光從該脈沖激光器發(fā)出，并前向傳播；夜視工作區(qū)被分為n個工作段，n為自然數(shù)，采用工作段圖層加權(quán)的工作方式，由選通脈沖與激光脈沖之間的延遲時間的變化來實(shí)現(xiàn)每個工作段的掃描，并按設(shè)定的曝光權(quán)值Y采集圖層樣本，然后，對圖層樣本進(jìn)行篩選、橫向降噪和融合得到圖層幀，再對圖層幀進(jìn)行縱向降噪和融合處理得到輔助駕駛員安全駕駛的視幀圖片。本發(fā)明提供的實(shí)現(xiàn)抗干擾大視場距離選通汽車夜視的方法，基于脈沖激光器、ICCD攝像機(jī)、距離選通同步控制器件、發(fā)射光學(xué)系統(tǒng)、接收光學(xué)系統(tǒng)、控制面板、顯示器等組成的系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)。其中，脈沖激光器1發(fā)射短激光脈沖4，經(jīng)過發(fā)射光學(xué)系統(tǒng)對目標(biāo)進(jìn)行照射；ICCD攝像機(jī)3主要是接收由光學(xué)接收系統(tǒng)收集的目標(biāo)脈沖信號光，當(dāng)信號光到達(dá)ICCD攝像機(jī)3時，選通門打開，開啟的持續(xù)時間根據(jù)觀察景深確定；距離選通同步控制器件2主要是使激光器和ICCD攝像機(jī)3同步，提供選通脈沖16寬度和延遲時間的選擇，且提供脈沖激光器1捷變頻的電流脈沖序列，可基于FPGA器件來實(shí)現(xiàn)。距離選通技術(shù)中，必須要保持脈沖激光器1與ICCD攝像機(jī)3同步，保持同步觸發(fā)的方式有兩種內(nèi)觸發(fā)式和外觸發(fā)式，其分別對應(yīng)的距離選通夜視系統(tǒng)的框架圖見圖7(a)和(b)。在內(nèi)觸發(fā)式夜視系統(tǒng)中，源觸發(fā)信號由FPGA產(chǎn)生，觸發(fā)信號分別從兩個延遲通道將觸發(fā)信號輸入到脈沖激光器1與ICCD攝像機(jī)3，通過分別控制這兩個延遲通道的延遲時間達(dá)到同步脈沖激光器1與ICCD攝像機(jī)3同步的目的。在外觸發(fā)方式夜視系統(tǒng)中，脈沖激光器l輸出激光的同時，分出一小部分光，經(jīng)光電探測器轉(zhuǎn)換為電信號，并作為源觸發(fā)信號輸入到FPGA中，再由FPGA輸出觸發(fā)延遲信號控制ICCD攝像機(jī)3選通門的開關(guān)。外觸發(fā)方式對脈沖激光器1的傳輸延遲沒有要求，只需考慮觸發(fā)電路、FPGA延遲脈沖發(fā)生器和ICCD驅(qū)動電路的傳輸延遲時間。脈沖激光器1采用捷變頻技術(shù)，并采用增益開關(guān)技術(shù)來實(shí)現(xiàn)激光脈沖4的捷變頻輸出的。增益開關(guān)技術(shù)屬直接調(diào)制技術(shù)，它利用激光器張弛震蕩的第一個尖峰作為輸出，當(dāng)施加一個持續(xù)時間很短的電脈沖激勵時，激光器只輸出張弛震蕩的第一個尖峰，其他尖峰則因此時激光器增益未達(dá)到閾值而被抑制，所施加的電脈沖激勵可以是短的電脈沖，也可以是周期性的脈沖。因此，在本發(fā)明中，可通過偽隨機(jī)捷變頻的電脈沖序列來實(shí)現(xiàn)激光脈沖4的捷變頻輸出。所述脈沖激光器采用的捷變頻技術(shù)，頻點(diǎn)變化具有隨機(jī)性、預(yù)先確定性以及可重復(fù)性的特點(diǎn)，該脈沖激光器的脈沖能量為定值，其變頻方式有兩種一種是脈間捷變頻，相鄰脈沖間的重復(fù)頻率不一致；一種是脈組捷變頻，同一脈組內(nèi)的重復(fù)頻率一致，相鄰脈組間的重復(fù)頻率不一致。系統(tǒng)中的ICCD攝像機(jī)3是采用在CCD攝像機(jī)前加裝選通像增強(qiáng)器來實(shí)現(xiàn)納秒級選通。像增強(qiáng)器能在很短的時間內(nèi)(通常為ns量級)打開或關(guān)閉，其高增益可以補(bǔ)償由于CCD的積分時間變短而引起的靈敏度的降低。由選通脈沖與激光脈沖之間的延遲時間的變化來實(shí)現(xiàn)每個工作段的掃描，具體包括夜視工作區(qū)被分為n個工作段，工作段的景深d決定攝像機(jī)選通門脈沖開啟時間、，其大小為<formula>formulaseeoriginaldocumentpage8</formula>公式(1)中，C為光在空氣中的傳播速度，，公式(1)成立應(yīng)滿足條件激光器脈寬遠(yuǎn)小于tw，即激光器的脈寬應(yīng)盡量的窄；對于工作段m對應(yīng)的延遲時間tm，由下式給出<formula>formulaseeoriginaldocumentpage8</formula>公式(2)中，Rmin為汽車夜視系統(tǒng)的最小作用距離，R。為汽車夜視系統(tǒng)所在位置；選通脈沖和激光脈沖之間的延遲時間存在最小值Tmin和最大值、M，大小為<formula>formulaseeoriginaldocumentpage9</formula>公式(4)中，Rmax為汽車夜視系統(tǒng)的最大作用距離。所述曝光權(quán)值Y是指在一個工作周期中攝像機(jī)選通門對給定工作段開啟成像的有效曝光次數(shù)，不同工作段的曝光權(quán)值不同，工作段m的曝光權(quán)值為Ym，進(jìn)行Ym次有效曝光后可形成Ym個圖層樣本；其中，近區(qū)工作段的曝光權(quán)值小，遠(yuǎn)區(qū)工作段的曝光權(quán)值大，這樣可解決近區(qū)目標(biāo)信號強(qiáng)而遠(yuǎn)區(qū)目標(biāo)信號弱的遠(yuǎn)近效應(yīng)問題，使整個工作區(qū)的成像質(zhì)量均勻。曝光權(quán)值可根據(jù)大氣光學(xué)特性及目標(biāo)光學(xué)特性來確定。對于激光脈沖而言，選通攝像機(jī)的選通脈沖有兩種工作方式一脈一門和一脈多門；脈沖激光器向夜視工作區(qū)發(fā)射一個脈沖，相應(yīng)選通攝像機(jī)的選通門開啟n次，從而可采集n個不同工作段上的n個圖層樣本；當(dāng)n=l時，為一脈一門工作方式；當(dāng)n>i時，為一脈多門工作方式；其中，n為自然數(shù)。所述脈沖激光的一定脈沖間隔是該脈沖的周期1Y，脈沖間隔不為單一值，有多個不同激光脈沖重復(fù)頻率的頻點(diǎn)，脈沖間隔大小滿足關(guān)系<formula>formulaseeoriginaldocumentpage9</formula>公式(5)中，f為夜視系統(tǒng)的指標(biāo)幀頻，L為系統(tǒng)的實(shí)際工作周期，大小為&=，其中，F(xiàn)是一個系統(tǒng)工作周期中激光脈沖的頻點(diǎn)數(shù)，aj是一個系統(tǒng)工作周期中<formula>formulaseeoriginaldocumentpage9</formula>Tu脈沖出現(xiàn)的次數(shù)，aj滿足關(guān)系2>;=—2>,。<formula>formulaseeoriginaldocumentpage9</formula>對圖層樣本進(jìn)行篩選、橫向降噪和融合得到圖層幀，再對圖層幀進(jìn)行縱向降噪和融合處理得到輔助駕駛員安全駕駛的視幀圖片，具體包括在工作過程中，對每個圖層內(nèi)的圖層樣本進(jìn)行篩選、橫向降噪和融合，得到一個圖層幀，然后，對圖層幀再進(jìn)行縱向降噪和融合處理，得到輔助駕駛員安全駕駛的夜視工作區(qū)的視幀圖片，從而完成當(dāng)前工作周期，進(jìn)入下一個工作周期。所述對圖層樣本進(jìn)行篩選、橫向降噪和融合得到圖層幀，具體包括對每一圖層中采集到的圖層樣本進(jìn)行篩選，剔除噪聲大的圖層樣本，該噪聲來自其他夜視系統(tǒng)的雜波干擾，然后，對剩余的圖層樣本進(jìn)行降噪聲處理，最后將這些篩選降噪后的圖層樣本進(jìn)行優(yōu)化融合處理，合成一個圖層幀。所述對圖層幀進(jìn)行縱向降噪和融合處理具體包括對整個工作段的n個圖層幀進(jìn)行降噪處理，然后進(jìn)行優(yōu)化融合處理，合成一個視幀。下面以內(nèi)觸發(fā)式夜視系統(tǒng)為例，本實(shí)施例的具體步驟如下1)根據(jù)汽車夜視系統(tǒng)的指標(biāo)要求設(shè)置工作序列表，見表1(表1是距離選汽車夜視系統(tǒng)工作序列表。)，包括脈沖激光器l的頻點(diǎn)序列，工作段的掃描序列，并考慮每個工作段的曝光權(quán)值。表1僅為示意列表，表中激光脈沖4的頻點(diǎn)數(shù)選為3。另外，根據(jù)工作環(huán)境，如霧雨天，設(shè)置脈沖激光器1和ICCD攝像機(jī)3的工作參數(shù)。所有參數(shù)均存儲到FPGA的閃存中，可由控制面板輸入命令調(diào)用參數(shù)實(shí)現(xiàn)預(yù)定功能。<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>表12)駕駛員根據(jù)工作環(huán)境確定工作模式，通過控制面板向FPGA輸入命令。3)夜視系統(tǒng)開始工作，F(xiàn)PGA發(fā)出源觸發(fā)信號，分別輸入到脈沖激光器1與ICCD攝像機(jī)3。脈沖激光器1經(jīng)發(fā)射光學(xué)系統(tǒng)后發(fā)出激光脈沖4，當(dāng)脈沖激光經(jīng)車前物體的反射后再經(jīng)接收光學(xué)系統(tǒng)到達(dá)ICCD攝像機(jī)3，根據(jù)預(yù)置的延遲時間ICCD開通，接收來自工作段的目標(biāo)信號6，采集圖層樣本。其中，光學(xué)接收系統(tǒng)中含有窄帶濾波裝置主要是降低逆向車大燈和基于連續(xù)主動紅外照明技術(shù)的汽車夜視系統(tǒng)干擾。4)采集的圖層樣本實(shí)時傳到FPGA中，通過FPGA中的處理模塊對樣本進(jìn)行相應(yīng)的降噪處理。對工作段的圖層樣本，首先進(jìn)行篩選，剔除其中噪聲大的樣本，然后，進(jìn)行橫向降噪和融合處理得到一個圖層幀，最后將夜視工作區(qū)14所有的圖層幀進(jìn)行縱向降噪和融合處理得到一個視幀圖片，完成一個工作周期。5)經(jīng)FPGA處理得到的視幀圖片傳到顯示器，輔助駕駛員安全駕駛。為了舉例說明本發(fā)明的實(shí)現(xiàn)，描述了上述具體實(shí)施例，但本發(fā)明的其他變化和修改，對本領(lǐng)域技術(shù)人員是顯而易見的，本發(fā)明并不限于所描述的具體實(shí)施方式。因此，在本發(fā)明所公開的內(nèi)容的真正實(shí)質(zhì)和基本原則范圍內(nèi)的任何/所有修改、變化或等效變換，都屬于本發(fā)明的權(quán)利要求保護(hù)范圍。以上所述的具體實(shí)施例，對本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果進(jìn)行了進(jìn)一步詳細(xì)說明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的具體實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。權(quán)利要求一種實(shí)現(xiàn)抗干擾大視場距離選通汽車夜視的方法，其特征在于，該方法基于時間切片技術(shù)及脈沖激光器的捷變頻技術(shù)實(shí)現(xiàn)，該脈沖激光器工作的頻點(diǎn)處于偽隨機(jī)變化的狀態(tài)，滿足一定脈沖間隔的脈沖激光從該脈沖激光器發(fā)出，并前向傳播；夜視工作區(qū)被分為n個工作段，n為自然數(shù)，采用工作段圖層加權(quán)的工作方式，由選通脈沖與激光脈沖之間的延遲時間的變化來實(shí)現(xiàn)不同工作段切片的掃描，并按設(shè)定的曝光權(quán)值γ采集圖層樣本，然后，對圖層樣本進(jìn)行篩選、橫向降噪和融合得到圖層幀，再對圖層幀進(jìn)行縱向降噪和融合處理得到輔助駕駛員安全駕駛的視幀圖片。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的實(shí)現(xiàn)抗干擾大視場距離選通汽車夜視的方法，其特征在于，所述脈沖激光器采用的捷變頻技術(shù)，頻點(diǎn)變化具有隨機(jī)性、預(yù)先確定性以及可重復(fù)性的特點(diǎn)，該脈沖激光器的脈沖能量為定值，其變頻方式有兩種一種是脈間捷變頻，相鄰脈沖間的重復(fù)頻率不一致；一種是脈組捷變頻，同一脈組內(nèi)的重復(fù)頻率一致，相鄰脈組間的重復(fù)頻率不一致。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的實(shí)現(xiàn)抗干擾大視場距離選通汽車夜視的方法，其特征在于，所述時間切片技術(shù)是由選通脈沖與激光脈沖之間的延遲時間的變化來實(shí)現(xiàn)每個工作段的掃描，具體包括夜視工作區(qū)被分為n個工作段，工作段的景深d決定攝像機(jī)選通門脈沖開啟時間tw，其大小為<formula>formulaseeoriginaldocumentpage2</formula>公式(1)中，C為光在空氣中的傳播速度，公式(1)成立應(yīng)滿足條件激光器脈寬遠(yuǎn)小于tw，即激光器的脈寬應(yīng)盡量的窄；對于工作段m對應(yīng)的延遲時間Tm，由下式給出r，2(imm-/0+(加-1)力(2)公式(2)中，Rmin為汽車夜視系統(tǒng)的最小作用距離，R。為汽車夜視系統(tǒng)所在位置；選通脈沖和激光脈沖之間的延遲時間存在最小值Tmin和最大值1_，大小為<formula>formulaseeoriginaldocumentpage2</formula>公式(4)中，R^為汽車夜視系統(tǒng)的最大作用距離。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的實(shí)現(xiàn)抗干擾大視場距離選通汽車夜視的方法，其特征在于，所述曝光權(quán)值Y是指在一個工作周期中攝像機(jī)選通門對給定工作段開啟成像的有效曝光次數(shù)，不同工作段的曝光權(quán)值不同，工作段m的曝光權(quán)值為Ym，進(jìn)行Ym次有效曝光后可形成Ym個圖層樣本；其中，近區(qū)工作段的曝光權(quán)值小，遠(yuǎn)區(qū)工作段的曝光權(quán)值大，這樣可解決近區(qū)目標(biāo)信號強(qiáng)而遠(yuǎn)區(qū)目標(biāo)信號弱的遠(yuǎn)近效應(yīng)問題，使整個工作區(qū)的成像質(zhì)量均勻。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的實(shí)現(xiàn)抗干擾大視場距離選通汽車夜視的方法，其特征在于，對于激光脈沖而言，選通攝像機(jī)的選通脈沖有兩種工作方式一脈一門和一脈多門；脈沖激光器向夜視工作區(qū)發(fā)射一個脈沖，相應(yīng)選通攝像機(jī)的選通門開啟n次，從而可采集n個不同工作段上的n個圖層樣本；當(dāng)n=l時，為一脈一門工作方式；當(dāng)n>l時，為一脈多門工作方式；其中，n為自然數(shù)。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的實(shí)現(xiàn)抗干擾大視場距離選通汽車夜視的方法，其特征在于，所述脈沖激光的一定脈沖間隔是該脈沖的周期1Y，脈沖間隔不為單一值，有多個不同激光脈沖重復(fù)頻率的頻點(diǎn)，脈沖間隔大小滿足關(guān)系<formula>formulaseeoriginaldocumentpage3</formula>公式(5)中，f為夜視系統(tǒng)的指標(biāo)幀頻，Ts為系統(tǒng)的實(shí)際工作周期，大小為;、=|>,7^，其中，F(xiàn)是一個系統(tǒng)工作周期中激光脈沖的頻點(diǎn)數(shù)，aj是一個系統(tǒng)工作周期中Tu脈沖出現(xiàn)的次數(shù)，aj滿足關(guān)系<formula>formulaseeoriginaldocumentpage3</formula>7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的實(shí)現(xiàn)抗干擾大視場距離選通汽車夜視的方法，其特征在于，所述對圖層樣本進(jìn)行篩選、橫向降噪和融合得到圖層幀，再對圖層幀進(jìn)行縱向降噪和融合處理得到輔助駕駛員安全駕駛的視幀圖片，具體包括在工作過程中，對每個圖層內(nèi)的圖層樣本進(jìn)行篩選、橫向降噪和融合，得到一個圖層幀，然后，對圖層幀再進(jìn)行縱向降噪和融合處理，得到輔助駕駛員安全駕駛的夜視工作區(qū)的視幀圖片，從而完成當(dāng)前工作周期，進(jìn)入下一個工作周期。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的實(shí)現(xiàn)抗干擾大視場距離選通汽車夜視的方法，其特征在于，所述對圖層樣本進(jìn)行篩選、橫向降噪和融合得到圖層幀，具體包括對每一圖層中采集到的圖層樣本進(jìn)行篩選，剔除噪聲大的圖層樣本，該噪聲來自其他夜視系統(tǒng)的雜波干擾，然后，對剩余的圖層樣本進(jìn)行降噪聲處理，最后將這些篩選降噪后的圖層樣本進(jìn)行優(yōu)化融合處理，合成一個圖層幀。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的實(shí)現(xiàn)抗干擾大視場距離選通汽車夜視的方法，其特征在于，所述對圖層幀進(jìn)行縱向降噪和融合處理具體包括對整個工作段的n個圖層幀進(jìn)行降噪處理，然后進(jìn)行優(yōu)化融合處理，合成一個視幀。全文摘要本發(fā)明公開了一種實(shí)現(xiàn)抗干擾大視場距離選通汽車夜視的方法，該方法基于時間切片技術(shù)及脈沖激光器的捷變頻技術(shù)實(shí)現(xiàn)的，該脈沖激光器工作的頻點(diǎn)處于偽隨機(jī)變化的狀態(tài)，滿足一定脈沖間隔的脈沖激光從該脈沖激光器發(fā)出，并前向傳播；夜視工作區(qū)被切分為n個工作段，n為自然數(shù)，采用工作段圖層加權(quán)的工作方式，由選通脈沖與激光脈沖之間的延遲時間的變化來實(shí)現(xiàn)不同工作段切片的掃描，并按設(shè)定的曝光權(quán)值γ采集圖層樣本，然后，對圖層樣本進(jìn)行篩選、橫向降噪和融合得到圖層幀，再對圖層幀進(jìn)行縱向降噪和融合處理得到輔助駕駛員安全駕駛的視幀圖片。利用本發(fā)明，解決了大視場工作時的遠(yuǎn)近效應(yīng)、噪聲累積以及不同夜視系統(tǒng)間干擾的問題。文檔編號B60Q1/00GK101722888SQ20081022499公開日2010年6月9日申請日期2008年10月29日優(yōu)先權(quán)日2008年10月29日發(fā)明者劉育梁,周燕,王新偉申請人:中國科學(xué)院半導(dǎo)體研究所