專利名稱：用于對(duì)圖像中的電磁背景輻射進(jìn)行抑制的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及根據(jù)權(quán)利要求1或2的上位概念所述的用于對(duì)圖像中的電磁背景輻射進(jìn)行抑制的方法，根據(jù)權(quán)利要求6的上位概念所述的用于執(zhí)行該方法的裝置，根據(jù)權(quán)利要求9所述的測(cè)量?jī)x器，以及用于既對(duì)用作下述測(cè)量處理標(biāo)志的激光信號(hào)進(jìn)行識(shí)別，又對(duì)激光信號(hào)源進(jìn)行識(shí)別的裝置的使用。
背景技術(shù)：
對(duì)電磁輻射的單個(gè)信號(hào)或完整符號(hào)進(jìn)行檢測(cè)具有廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域。在此，可區(qū)分兩個(gè)基本目的。
一方面，應(yīng)識(shí)別輻射源(目標(biāo)源)或其實(shí)像或虛像，并且應(yīng)確定其位置或其方向。此處，應(yīng)用范圍例如是自動(dòng)校準(zhǔn)測(cè)量?jī)x器或者識(shí)別軍事領(lǐng)域內(nèi)的輻射源(例如，用于識(shí)別對(duì)方目標(biāo)照明或者距離測(cè)量，作為有效保護(hù)系統(tǒng)的組成部分)。其他使用范圍表現(xiàn)為跟蹤激光輻射用于控制自行車輛，或者識(shí)別和跟蹤天文物體。在此，所發(fā)射的輻射可基本上具有連續(xù)光譜或線狀光譜。然而，源的識(shí)別需要有關(guān)其光譜特性的信息，光譜特性雖然例如對(duì)于激光會(huì)是相對(duì)恒定的，然而對(duì)于熱輻射體，由于與溫度有關(guān)的發(fā)射而承受較大的不可靠性。
另一方面，應(yīng)通過(guò)標(biāo)記以可識(shí)別方式形成物體位置(目標(biāo)照明)，例如使用光點(diǎn)或反射器，該光點(diǎn)或反射器在發(fā)散輻射時(shí)，由于其高反射性而可檢測(cè)。因此，例如在測(cè)地學(xué)領(lǐng)域內(nèi)，為了測(cè)量目的，例如具有棱鏡反射器、直角棱鏡或者反射箔的反射點(diǎn)的位置可被準(zhǔn)確測(cè)定。對(duì)此，發(fā)出激光信號(hào)(目標(biāo)照明)并確定可能發(fā)生的反射輻射來(lái)自的方向。因此，通過(guò)安裝反射器，可標(biāo)定或以可標(biāo)定形式形成特定點(diǎn)，例如在機(jī)器或建筑物上，并可自動(dòng)測(cè)量其位置。
在測(cè)地學(xué)使用中，例如采用借助激光光斑的搜索，以便使用經(jīng)緯儀確定反射器(棱鏡裝置)所在方向。對(duì)此，從經(jīng)緯儀發(fā)出激光信號(hào)。如果該信號(hào)碰到反射棱鏡，則激光束向回反射并可在經(jīng)緯儀再次被接收。一種相似的使用范圍是在生產(chǎn)范圍內(nèi)通過(guò)光標(biāo)記或反射標(biāo)記來(lái)對(duì)自動(dòng)機(jī)器人系統(tǒng)進(jìn)行制導(dǎo)。
在電磁信號(hào)的檢測(cè)和定位時(shí)的問(wèn)題首先是由現(xiàn)有干擾輻射造成的，例如，天空背景輻射，直接太陽(yáng)照射，空間的內(nèi)部照明或熱輻射體，例如，工業(yè)使用時(shí)的金屬熔化。
這種干擾輻射在不利的間隔比時(shí)，會(huì)比要測(cè)量的信號(hào)更強(qiáng)。特別是對(duì)于作為信號(hào)源的激光的使用產(chǎn)生問(wèn)題，這是因?yàn)槌鲇诎踩?，首先用于保護(hù)人眼，信號(hào)源功率不準(zhǔn)超過(guò)規(guī)定值。
在現(xiàn)有技術(shù)的方法中，干擾輻射的影響通過(guò)明暗差圖像法來(lái)消除。對(duì)此，在信號(hào)源(目標(biāo)源或者目標(biāo)照明器)接通時(shí)進(jìn)行測(cè)量，并在信號(hào)源斷開時(shí)進(jìn)行進(jìn)一步測(cè)量。從這兩種測(cè)量的差別中可抽出信號(hào)，例如，激光光斑或者從反射標(biāo)記返回的輻射。
一種相應(yīng)的裝置是用于遠(yuǎn)程機(jī)器人技術(shù)使用的具有光控距離測(cè)量的照相機(jī)系統(tǒng)，出自第5,673,082號(hào)和第5,684,531號(hào)美國(guó)專利說(shuō)明書。通過(guò)該照相機(jī)系統(tǒng)記錄在激光接通和斷開時(shí)的圖像。按像素方式進(jìn)行的圖像比較，在像素相同時(shí)從圖像中被消除，導(dǎo)致差圖像，該差圖像應(yīng)僅包含激光點(diǎn)。
第5,901,236號(hào)美國(guó)專利說(shuō)明書描述了一種用于通過(guò)圖像處理進(jìn)行位置測(cè)量的方法和裝置。在此，要測(cè)量的物體裝有一種發(fā)光源，例如發(fā)光二極管(LED)，該發(fā)光源周期性接通和斷開。從該物體記錄四個(gè)連續(xù)圖像，曝光時(shí)間為發(fā)光源周期的四分之一，并且各自從第一和第三圖像以及第二和第四圖像產(chǎn)生差圖像。具有最大亮度的差圖像用于定位。通過(guò)該做法應(yīng)保證的是，對(duì)于兩個(gè)差圖像中的至少一個(gè)差圖像，使接通狀態(tài)和斷開狀態(tài)相減。
為了在超過(guò)50m的間隔內(nèi)進(jìn)行精確定位，已知方法需要使用多個(gè)傳感器的布局(陣列)用于檢測(cè)。例如對(duì)于這種傳感器陣列，象CCD或者CMOS照相機(jī)傳感器和行傳感器之類的平面?zhèn)鞲衅魇且訡MOS或CCD為基礎(chǔ)的。通過(guò)一種光學(xué)系統(tǒng)，在傳感器陣列上產(chǎn)生待求值的空間范圍(視場(chǎng))的圖像，該圖像從傳感器陣列變換成信號(hào)。
如果在視場(chǎng)內(nèi)存在要檢測(cè)的信號(hào)，則該信號(hào)例如作為激光光斑的較亮點(diǎn)被登記在圖像內(nèi)。與單個(gè)傳感器不同，例如，位置敏感裝置(PSD)(平面成形二極管，它對(duì)照射到其傳感器平面上的光束的重心位置進(jìn)行測(cè)定)，在傳感器陣列的情況下，可能從整個(gè)環(huán)境入射的干擾輻射分布在陣列的多個(gè)分傳感器(像素)上。通過(guò)這種分配，產(chǎn)生較小的干擾信號(hào)，并因而產(chǎn)生改善的信號(hào)/噪聲比。因此，信號(hào)識(shí)別的可靠性提高，并且定位的空間分辨率增大。此外，在單個(gè)傳感器的情況下，由于強(qiáng)烈的干擾輻射，因而超過(guò)傳感器的動(dòng)態(tài)范圍，從而使測(cè)量無(wú)法進(jìn)行。例如在圖像細(xì)節(jié)內(nèi)捕獲日光將快速導(dǎo)致傳感器的過(guò)飽和。
然而，傳感器陣列空間分辨率的提高與和單個(gè)傳感器相比測(cè)量所需時(shí)間明顯增加的這種缺點(diǎn)形成對(duì)立。這種所需時(shí)間的增加要?dú)w因于傳感器陣列中在一次測(cè)量時(shí)待求值的大量分傳感器。
如果獲得在亞10角秒范圍內(nèi)的空間精度，則因此在視場(chǎng)的規(guī)定恒定大小時(shí)，產(chǎn)生傳感器陣列中的單個(gè)傳感器數(shù)量的下限。從適合于此的低等至中等價(jià)位的傳感器陣列中可部分地讀出每秒不到200個(gè)圖像。
在使用明/暗差圖像法時(shí)，從這種相對(duì)高的測(cè)量時(shí)間中產(chǎn)生要觀察的環(huán)境在測(cè)量時(shí)間內(nèi)發(fā)生變化的問(wèn)題。
例如，測(cè)量時(shí)間內(nèi)的大氣湍流對(duì)位于遠(yuǎn)距離的物體的視在位置產(chǎn)生決定性影響。此外，可值得期望的是，在測(cè)量過(guò)程中使用測(cè)量裝置進(jìn)行掃描移動(dòng)，以便能對(duì)較大的方向范圍進(jìn)行求值。而且因此，引起圖像內(nèi)容的快速變化。此外，正在移動(dòng)的干擾物體，例如正在行駛的汽車會(huì)使圖像內(nèi)容在測(cè)量過(guò)程中發(fā)生很大變化。
如果在亮圖像和暗圖像之間，除了要分析的信號(hào)以外，圖像內(nèi)容發(fā)生決定性變化，則會(huì)從這兩個(gè)圖像的差別中提取不再無(wú)誤差的信號(hào)。在檢測(cè)時(shí)以及在信號(hào)位置確定時(shí)，從這種有誤差的信號(hào)中再次產(chǎn)生誤差。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明具有一個(gè)目的是將提供一種方法和一種裝置，通過(guò)該方法和該裝置來(lái)使所觀察視場(chǎng)內(nèi)的電磁信號(hào)的識(shí)別和定位得到改善。
此外，另一目的在于使安全可靠的信號(hào)識(shí)別也在強(qiáng)大或移動(dòng)的干擾輻射背景時(shí)或者在視場(chǎng)的快速變化時(shí)得到保證。
這些目的是根據(jù)本發(fā)明通過(guò)權(quán)利要求1或6所述的標(biāo)志特征部分來(lái)達(dá)到的。該方法和該裝置的有利和替代布置和進(jìn)一步形成是從附屬權(quán)利要求的特征中產(chǎn)生的。
本發(fā)明是根據(jù)這一見解為了提取信號(hào)，在差圖像法中，使用兩個(gè)同時(shí)記錄或者以充分短的時(shí)間間隔記錄的光譜范圍不同的圖像，這兩個(gè)圖像被稱為正圖像(P圖像)或負(fù)圖像(N圖像)。在此，負(fù)圖像(N圖像)一般含有信息，該信息被用于從P圖像中提取信號(hào)。因此，負(fù)圖像不必要鏡面反轉(zhuǎn)成記錄對(duì)象，并且鑒于明-暗特性也不一定反轉(zhuǎn)。
在圖像記錄時(shí)的波長(zhǎng)選擇性在以下優(yōu)選地通過(guò)使用光譜濾波器來(lái)說(shuō)明，但是該波長(zhǎng)選擇性也可通過(guò)直接選擇性響應(yīng)能力，例如通過(guò)使用對(duì)應(yīng)半導(dǎo)體材料作為傳感器材料來(lái)實(shí)現(xiàn)。特別是，在此，傳感器陣列被包括在內(nèi)，在傳感器陣列中，各單個(gè)傳感器能夠?qū)Σ煌庾V范圍進(jìn)行同時(shí)分開的表述。此外，把激光光斑(目標(biāo)激光)純示范性描述成要檢測(cè)的信號(hào)。
另外應(yīng)被稱為P圖像的第一圖像使用一個(gè)光譜濾波器來(lái)記錄，該光譜濾波器首先可使目標(biāo)激光波長(zhǎng)通過(guò)。外部源的背景輻射雖然通過(guò)濾波器來(lái)減弱，但是通常不會(huì)完全被消除。這特別適合于寬帶熱輻射體，例如，太陽(yáng)或白熾燈，但是也適合于具有線狀光譜的干擾輻射體，這些輻射體在目標(biāo)激光的波長(zhǎng)附近具有譜線。
具有譜線特性的干擾輻射體的例子除了目標(biāo)激光以外，還有用于照明的氣體放電燈和日光燈或者現(xiàn)有激光源。
對(duì)于以下被稱為N圖像的第二圖像，從成像中排除激光光線的波長(zhǎng)。對(duì)于為此使用的光譜濾波器的精確特性具有更多可能性，這些可能性與各自要選擇的背景測(cè)定方法有聯(lián)系并在以下進(jìn)行更詳細(xì)說(shuō)明。在所有情況下，在此卻采用這一原則，即僅在P圖像中的光譜窄帶激光輻射導(dǎo)致激光光斑的成像，也就是說(shuō)，激光光線的光譜透射度僅在屬于P圖像的濾波器時(shí)給出。與在明/暗差圖像時(shí)類似，從P圖像和N圖像之間的差別中，可把激光光斑與背景輻射區(qū)別開。
與現(xiàn)有技術(shù)的明/暗差圖像不同，在光譜差圖像中，在快速變化的環(huán)境中沒有問(wèn)題產(chǎn)生，因?yàn)閮蓚€(gè)圖像可準(zhǔn)確同時(shí)曝光，并且數(shù)據(jù)讀出速度不再與時(shí)間緊密相關(guān)。
以下描述示范性并且為了簡(jiǎn)便起見對(duì)同時(shí)記錄兩個(gè)圖像作了考慮，然而該方法也可完全使用大量記錄，即不僅P圖像而且N圖像來(lái)進(jìn)行，其中，這些圖像同時(shí)或者充分近似同時(shí)相互被記錄。
傳感器陣列把強(qiáng)度分布變換為信號(hào)，為了達(dá)到更好的可辨別性(例如，目標(biāo)激光信號(hào)的可辨別性)，該傳感器陣列在以下被稱為圖像。根據(jù)傳感器陣列的結(jié)構(gòu)，也記錄一維圖像(行傳感器)或多維圖像(平面?zhèn)鞲衅?，使得圖像概念不限于一般二維成像。該方法一般也可用于其他傳感器幾何形狀，例如檢測(cè)器部件的線性布置。在該例中，當(dāng)二維圖像通過(guò)圓柱性透鏡在一維陣列上成像時(shí)，可測(cè)定光點(diǎn)位置。與旋轉(zhuǎn)90°的成像相結(jié)合，也可使用線性布置提取光點(diǎn)坐標(biāo)。
此處，圖像記錄概念也應(yīng)含有在根據(jù)本方法的圖像使用前的圖像處理。
P圖像是針對(duì)一種范圍以光譜窄帶方式記錄的，該范圍涵蓋有關(guān)激光頻率的范圍。在此使用的帶通濾波器的寬度由激光輻射的裝置散射和溫度波動(dòng)來(lái)限制，該帶通濾波器在以下被稱為正濾波器。如果寬帶源的光點(diǎn)被捕獲，則對(duì)發(fā)射的光譜響應(yīng)的盡可能精確的了解是必需的，以便能推導(dǎo)出盡可能良好的信號(hào)-背景比。
對(duì)于N圖像，目標(biāo)激光輻射通過(guò)以下被稱為負(fù)濾波器的光譜濾波器從成像中被排除，使得無(wú)目標(biāo)激光輻射的背景細(xì)節(jié)的強(qiáng)度或圖像亮度被測(cè)量。在測(cè)量技術(shù)上，圖像亮度被捕獲，該圖像亮度以(經(jīng)常近似線性)關(guān)系成為所捕獲的波長(zhǎng)范圍內(nèi)的光譜強(qiáng)度分布的組成部分。強(qiáng)度和亮度之間的這種物理關(guān)系是在以下對(duì)本方法進(jìn)行說(shuō)明時(shí)，以及特別是對(duì)P圖像中的背景圖像亮度進(jìn)行推導(dǎo)或估計(jì)時(shí)作為前提。如果由傳感器信號(hào)引起的捕獲細(xì)節(jié)的光譜強(qiáng)度近似，則在以下，圖像亮度按意義也可由強(qiáng)度概念取代。
從在N圖像中測(cè)量的圖像亮度或強(qiáng)度或者強(qiáng)度分布，可推斷出P圖像中的背景亮度或強(qiáng)度。對(duì)此，根據(jù)當(dāng)前提出的問(wèn)題，把干擾輻射的光譜強(qiáng)度分布的不同響應(yīng)視為基礎(chǔ)。
干擾輻射的這些光譜要么可根據(jù)物理模型，例如普朗克輻射體或激光輻射用的物理模型來(lái)計(jì)算，要么也可在恒定情況時(shí)直接測(cè)量。在總是重復(fù)的相同情況時(shí)，可使用所存儲(chǔ)的光譜并且可能的話，也可連續(xù)匹配或更新。
起干擾輻射作用的背景輻射的按此方式推導(dǎo)的圖像亮度用作P圖像的背景減法的基礎(chǔ)，并因此用作使目標(biāo)信號(hào)與干擾輻射背景分開的基礎(chǔ)。
與現(xiàn)有技術(shù)不同，根據(jù)本發(fā)明的方法和根據(jù)本發(fā)明的裝置，對(duì)于快速變化的視場(chǎng)內(nèi)容，例如，快速移動(dòng)的干擾物體或者傳感器的移動(dòng)，沒有問(wèn)題產(chǎn)生。
在此，干擾抑制也可使用價(jià)格低廉的傳感器陣列來(lái)實(shí)現(xiàn)。對(duì)于這些傳感器，給定的較少測(cè)量頻率在使用該方法進(jìn)行求值時(shí)沒有問(wèn)題。因而使可靠、價(jià)格低廉且空間分辨率較高的激光光斑定位成為可能。
如果傳感器陣列用于提高激光光斑搜索的空間分辨率，則該方法特別具有優(yōu)點(diǎn)。


以下根據(jù)在附圖中示意性示出的實(shí)施例，以純示范性方式對(duì)根據(jù)本發(fā)明的方法和可用于該方法的裝置進(jìn)行更詳細(xì)說(shuō)明。所示變形例的不同在于選擇作為基礎(chǔ)的要抑制背景的光譜模型，從而不同在于不僅所用的負(fù)濾波器，而且用于把N圖像強(qiáng)度外推到P圖像的波長(zhǎng)的方法。在附圖中圖1是根據(jù)本發(fā)明的方法的用于從P圖像和N圖像推導(dǎo)出背景的步驟的示意圖；
圖2是根據(jù)本發(fā)明的方法的用于對(duì)P圖像中的背景進(jìn)行抑制的后續(xù)步驟的示意圖；圖3a-b是作為雙頻帶鄰近法的根據(jù)本發(fā)明的用于對(duì)光譜寬的干擾輻射進(jìn)行抑制的方法的物理關(guān)系的示意圖；圖4a-d是作為三頻帶鄰近法的根據(jù)本發(fā)明的用于對(duì)具有變化光譜或具有時(shí)間或空間光譜選擇性反射物體的干擾輻射背景進(jìn)行抑制的方法的物理關(guān)系的示意圖；圖5a-b是根據(jù)本發(fā)明的用于對(duì)具有光譜譜線特性的干擾輻射影響進(jìn)行抑制的方法的物理關(guān)系的示意圖；以及圖6是用于實(shí)施根據(jù)本發(fā)明的方法的裝置的示意結(jié)構(gòu)。
具體實(shí)施例方式
圖1示意性示出了P圖像A的背景C的推導(dǎo)，該P(yáng)圖像A含有激光光斑3，該激光光斑3例如用于對(duì)建筑物上要測(cè)量的點(diǎn)進(jìn)行標(biāo)記。該圖示純示意性描述和一般性表達(dá)了根據(jù)本發(fā)明的方法的原則性思想，沒有深入研究與使用有關(guān)的專門特征，特別是關(guān)于濾波器的數(shù)量和形狀。這在其他附圖中針對(duì)一些例子作了示范性圖示。
在該圖上部示出了作為要提取信號(hào)的激光輻射1和背景輻射2的分開的光譜響應(yīng)。在此，激光輻射1具有譜線特性，而背景輻射或干擾輻射例如具有熱輻射體或接近的熱輻射體，例如太陽(yáng)輻射的連續(xù)光譜響應(yīng)。然而，背景輻射也可例如出自例如用于平行距離測(cè)量的另一激光，并因此同樣具有譜線特性。圖像A、B和C各自示出了相同圖像細(xì)節(jié)，然而在光譜范圍和圖像亮度或強(qiáng)度方面具有差異。
P圖像A和N圖像B是針對(duì)兩個(gè)由具有濾波特性F1和F2的光譜濾波器限制的波長(zhǎng)范圍P和N1同時(shí)或者至少近似同時(shí)被記錄的，波長(zhǎng)范圍P用于P圖像A，波長(zhǎng)范圍N1用于N圖像B。在此，波長(zhǎng)范圍P被如此選擇，使得激光輻射1被捕獲。然而，除了激光輻射1以外，P圖像A還含有背景輻射2的分量，該分量存在于波長(zhǎng)范圍P內(nèi)。波長(zhǎng)范圍N1可位于波長(zhǎng)范圍P的短波側(cè)或長(zhǎng)波側(cè)。N圖像B目前實(shí)際上僅含有背景輻射，但可能的話也含有激光輻射1的分量，例如在寬濾波特性F2的情況下或者在濾波器與激光輻射1的波長(zhǎng)的間隔不大的情況下。
從在N圖像B中捕獲的背景輻射2的細(xì)節(jié)，根據(jù)其光譜響應(yīng)模型，推導(dǎo)或估計(jì)在通過(guò)濾波特性F1捕獲的細(xì)節(jié)中的背景輻射2的分量。該分量與圖像C對(duì)應(yīng)，該圖像C目前更理想的是應(yīng)包括激光光斑3在內(nèi)具有與P圖像A相同的圖像內(nèi)容。
在圖2中示意性提及了使用所含的圖像A和圖像C用于推導(dǎo)激光光斑3的位置。P圖像A除了背景輻射2的分量以外還含有激光光斑3，從P圖像A減去從N圖像推導(dǎo)的圖像C，該圖像C僅含有背景輻射2。作為差得出圖像D，該圖像D目前仍僅含有激光光斑3。對(duì)兩個(gè)圖像是相同的圖像內(nèi)容的輪廓用虛線示出。
然而，圖像內(nèi)容的純減法的使用僅示出了激光光斑3的提取可能性。例如，圖像內(nèi)容的差異也可通過(guò)商生成來(lái)量化，或者可在使用進(jìn)一步信息，例如特定圖像范圍的信息時(shí)，以及使用其他方法，例如通過(guò)神經(jīng)元網(wǎng)來(lái)實(shí)現(xiàn)。
圖3示意性示出了借助于雙頻帶鄰近法，使用P圖像中的背景輻射分量的示范性推導(dǎo)，對(duì)光譜寬的干擾輻射的影響進(jìn)行抑制。該方法與在圖1和圖2中原則性和一般性所示的做法對(duì)應(yīng)，但是使用具體推導(dǎo)方法。
對(duì)于N圖像，象P圖像那樣，使用類似光譜寬度的帶通濾波器。在此，中心波長(zhǎng)要選擇在激光輻射1的附近，其中，N圖像的波長(zhǎng)范圍N1卻必須與P圖像的波長(zhǎng)范圍P如此遠(yuǎn)離，使得N圖像中的激光信號(hào)的分量保持少量。在此，N圖像的波長(zhǎng)范圍N1與P圖像的波長(zhǎng)范圍相比，可選擇較短波或較長(zhǎng)波。
例如，選擇對(duì)由太陽(yáng)光(近似為溫度6000K的普朗克輻射體)引起的干擾進(jìn)行抑制。圖3a示出了所用濾波器F1和F2的光譜透射特性，以及激光輻射1(目標(biāo)激光)和背景輻射2的光譜強(qiáng)度分布。
在圖3b中針對(duì)傳感器視場(chǎng)的細(xì)節(jié)(例如一個(gè)像素)示出了登記輻射4的光譜強(qiáng)度分布，該光譜強(qiáng)度分布在P圖像的光譜范圍內(nèi)不僅含有作為峰值1a的激光輻射1的分量，而且含有背景輻射2的分量。
在N圖像的波長(zhǎng)范圍N1內(nèi)遺漏了一個(gè)圖像亮度值SSN，該圖像亮度值SSN與干擾輻射強(qiáng)度ISN存在(近似)線性關(guān)系。圖像亮度值SSN通過(guò)線性亮度匹配(參數(shù)a，b)被換算成對(duì)P圖像中由干擾輻射產(chǎn)生的圖像亮度SSP的估計(jì)(1)SSP≈a·SSN+b數(shù)值SSP和SSN在圖3b示出，參數(shù)(a，b)是根據(jù)在足夠精度的視點(diǎn)下選擇的近似值來(lái)確定的，例如，因此可達(dá)到干擾輻射2的光譜的逐個(gè)線性近似。為了定位，提取由目標(biāo)激光信號(hào)產(chǎn)生的圖像亮度SL。對(duì)此，從在P圖像中測(cè)量的圖像亮度SP以及對(duì)SSP的估計(jì)進(jìn)行差計(jì)算(2)SL≈SP-(a·SSN+b)在該例中，把N圖像的圖像亮度換算成P圖像中由背景輻射產(chǎn)生的圖像亮度(N圖像中的圖像亮度匹配)是以數(shù)字方式通過(guò)與常數(shù)因子a相乘和加上常數(shù)b來(lái)實(shí)現(xiàn)的?；蛘咭部赏ㄟ^(guò)模擬圖像信號(hào)的對(duì)應(yīng)增強(qiáng)或衰減來(lái)達(dá)到相同效果(通過(guò)模擬電子裝置進(jìn)行亮度匹配)。
在這兩種情況下，匹配也可非線性進(jìn)行，其中，a和b則是圖像亮度的函數(shù)。例如，如果干擾輻射是窄帶和高強(qiáng)度的(例如，激光源，它是除目標(biāo)激光以外還存在的)，或者如果在傳感器處發(fā)生飽和效應(yīng)，則非線性亮度匹配特別會(huì)是必要的。
N圖像的線性亮度匹配也可通過(guò)合適選擇正濾波器和負(fù)濾波器的透射率來(lái)實(shí)現(xiàn)。這以物理方式與亮度匹配對(duì)應(yīng)。
在N圖像的亮度匹配時(shí)，一方面對(duì)P圖像波長(zhǎng)和N圖像波長(zhǎng)之間的光譜能量分布的變化加以考慮。另一方面，要考慮到在這兩個(gè)波長(zhǎng)方面可能發(fā)生的一種不同的傳感靈敏度。如果這兩個(gè)效應(yīng)的作用一起可忽略，則完全可放棄亮度匹配。
使用這種方法的前提是，在所觀察的視場(chǎng)內(nèi)的干擾輻射的光譜特性變化不是很大，因?yàn)榉駝t精確響應(yīng)要通過(guò)使用一個(gè)濾波器進(jìn)行測(cè)量來(lái)估計(jì)是很困難的。變化較少的干擾輻射的一例例如示出了純熱發(fā)射，例如白熾燈泡的光。此外，在光譜選擇性反射體方面會(huì)發(fā)生問(wèn)題(在電磁光譜的可見范圍內(nèi)進(jìn)行測(cè)量時(shí)彩色物體)。該問(wèn)題可通過(guò)合適選擇P圖像和N圖像(優(yōu)選的是在紅外區(qū)內(nèi)具有波長(zhǎng)窗的兩個(gè)圖像)的濾波特性來(lái)克服。
圖4對(duì)通過(guò)三頻帶鄰近法使具有變化光譜或具有光譜選擇性反射物體的干擾輻射影響得到抑制時(shí)的物理關(guān)系進(jìn)行說(shuō)明。
如果不能自由選擇目標(biāo)激光波長(zhǎng)或者一種空間相關(guān)性和/或時(shí)間相關(guān)性強(qiáng)的不同的照明光譜分布占優(yōu)勢(shì)，則特別可使用該方法。
在首次實(shí)施時(shí)使用兩個(gè)N圖像。對(duì)于兩個(gè)N圖像，使用光譜帶通濾波器。在圖4a中描述了，這兩個(gè)N圖像的濾波特性F3和F4在P圖像未變化時(shí)，也就是說(shuō)，使用具有與上述附圖中相同的濾波特性的濾波器進(jìn)行的圖像記錄。
在此，這兩個(gè)帶通濾波器的中心波長(zhǎng)要選擇在目標(biāo)激光的激光輻射1的波長(zhǎng)附近。在此，與P圖像相比，一個(gè)N·圖像(N1圖像)以較長(zhǎng)波方式記錄，第二N圖像(N2圖像)以較短波方式記錄。
這兩個(gè)帶通濾波器的中心波長(zhǎng)應(yīng)如此遠(yuǎn)離P圖像的波長(zhǎng)范圍，使得目標(biāo)激光的激光輻射1的分量不僅在N1圖像中而且在N2圖像中都保持少量。
在圖4b中示意性示出了登記輻射4的光譜強(qiáng)度，該光譜強(qiáng)度是由傳感器視場(chǎng)的一個(gè)細(xì)節(jié)(例如像素)記錄的，該光譜強(qiáng)度在P圖像的光譜范圍內(nèi)不僅含有作為峰值1a的激光輻射1的輻射強(qiáng)度，而且含有背景輻射2的輻射強(qiáng)度。
如果兩個(gè)N圖像中的圖像亮度值被測(cè)定SSN1，SSN2，則由此通過(guò)線性疊加計(jì)算出SS(3)SS＝a1·SSN1+a2·SSN2+b這使對(duì)在P圖像中由干擾輻射產(chǎn)生的圖像亮度SSP的估計(jì)成為可能SSP≈SS作為定位基礎(chǔ)，再次提取在P圖像中由目標(biāo)激光信號(hào)產(chǎn)生的圖像亮度SL。對(duì)此，從在P圖像中測(cè)量的圖像亮度SP和對(duì)SSP的估計(jì)來(lái)進(jìn)行差計(jì)算(4)SL≈SP-SS此處所示的對(duì)SSP的線性估計(jì)也可非線性進(jìn)行。對(duì)此，不使用恒定參數(shù)a1，a2，b，而是使用局部圖像亮度的函數(shù)a1(S)，a2(S)，b(S)。
在任何情況下，估計(jì)SS的計(jì)算可與傳感器的靈敏度特性以及濾波器N1和N2的透射特性匹配。而且，有關(guān)背景輻射的光譜分布的附加知識(shí)可在估計(jì)SS的計(jì)算中予以考慮。在此處提及的例子中，估計(jì)SS的計(jì)算以數(shù)字方式進(jìn)行。或者SS也可通過(guò)由模擬電子裝置引起的對(duì)應(yīng)增強(qiáng)或衰減來(lái)確定。最后，通過(guò)合適選擇濾波特性N1和N2，也可按物理方式實(shí)現(xiàn)估計(jì)SS。
光譜強(qiáng)度可能發(fā)生的變化按此方式通過(guò)兩個(gè)取平均的波長(zhǎng)范圍來(lái)消除，并且使用不同的背景光譜或者使用光譜強(qiáng)的不同的反射干擾物體，也可進(jìn)行求值。
三頻帶鄰近法針對(duì)光譜寬帶干擾輻射，也可通過(guò)記錄僅一個(gè)N圖像來(lái)執(zhí)行。帶通濾波器使用具有兩個(gè)通帶的濾波器。N圖像的具有兩個(gè)分濾波特性F5a和F5b的總濾波特性在P圖像未變化時(shí)，在圖4c中作了概示。使用具有兩個(gè)波長(zhǎng)范圍N1和N2作為通帶的濾波器。這兩個(gè)波長(zhǎng)范圍N1、N2要選擇在P圖像的波長(zhǎng)范圍P的短波側(cè)和長(zhǎng)波側(cè)，其中，通過(guò)激光輻射1記錄到N圖像或其波長(zhǎng)范圍N1、N2內(nèi)的部分不應(yīng)太大。
在圖4d中示意性示出了登記輻射4的光譜強(qiáng)度分布，該光譜強(qiáng)度分布是由傳感器視場(chǎng)的細(xì)節(jié)(例如，像素)記錄的，該光譜強(qiáng)度分布在P圖像的光譜范圍內(nèi)不僅含有作為峰值1a的激光輻射1的輻射強(qiáng)度，而且含有背景輻射2的輻射強(qiáng)度。
N圖像的光譜濾波器在波長(zhǎng)范圍N1和N2內(nèi)具有兩個(gè)通帶。這兩個(gè)通帶與有助于N圖像中成像的兩個(gè)強(qiáng)度(ISN1和ISN2)對(duì)應(yīng)。N圖像中的測(cè)定圖像亮度值是從這兩個(gè)強(qiáng)度的線性疊加中產(chǎn)生的。
如果在正濾波器和負(fù)濾波器的通帶范圍內(nèi)的干擾輻射4的光譜是寬帶，則在該范圍內(nèi)的干擾輻射的光譜強(qiáng)度分布ρ(λ)容許線性近似(5)ρ(λ)≈K1λ+k2通過(guò)合適選擇兩個(gè)濾波特性F5a和F5b可實(shí)現(xiàn)的是，在N圖像中的圖像亮度值SSN和P圖像中由干擾輻射產(chǎn)生的圖像亮度值SSP之間存在與K1和K2無(wú)關(guān)的線性關(guān)系
(6)SSP＝a·SSN+b為了定位，提取在P圖像中產(chǎn)生的圖像亮度SL。對(duì)此，從在P圖像中測(cè)量的圖像亮度SP和對(duì)SSP的估計(jì)進(jìn)行差計(jì)算(7)SL＝SP-(a·SSN+b)該估計(jì)保持有效，與干擾輻射光譜的線性近似的參數(shù)K1和K2無(wú)關(guān)。因此，使用該方法可使目標(biāo)信號(hào)也與具有空間或時(shí)間可變光譜的干擾輻射分開。前提只是，求值范圍(負(fù)濾波器的透射范圍)內(nèi)的光譜可相當(dāng)接近地實(shí)現(xiàn)線性近似。
在該例中，把N圖像的圖像亮度值換算成P圖像中由干擾輻射產(chǎn)生的圖像亮度(N圖像中的圖像亮度匹配)是以數(shù)字方式通過(guò)與常數(shù)因子a相乘和加上常數(shù)b來(lái)實(shí)現(xiàn)的?；蛘咭部赏ㄟ^(guò)模擬圖像信號(hào)的對(duì)應(yīng)增強(qiáng)或衰減來(lái)達(dá)到相同效果(通過(guò)模擬電子裝置進(jìn)行亮度匹配)。
在這兩種情況下，匹配也可再次非線性進(jìn)行，其中，a和b是亮度值的函數(shù)。通過(guò)非線性亮度匹配，可更精確地估計(jì)正圖像中由干擾輻射引起的圖像亮度。這特別是在窄帶干擾輻射時(shí)或者當(dāng)在傳感器處發(fā)生飽和效應(yīng)時(shí)進(jìn)行。
負(fù)濾波器的兩個(gè)透射最大值的相對(duì)高度與傳感器的靈敏度特性匹配。在圖4c中，兩個(gè)最大值的高度被如此選擇，使得長(zhǎng)波范圍內(nèi)的傳感器的較小靈敏度得到克服，該較小靈敏度是在紅外區(qū)內(nèi)測(cè)量時(shí)給出的。而且，有關(guān)背景輻射的光譜分布的附加知識(shí)可在負(fù)濾波器的兩個(gè)透射最大值的相對(duì)高度中予以考慮。
光譜強(qiáng)度可能發(fā)生的變化按此方法通過(guò)兩個(gè)取平均的波長(zhǎng)范圍來(lái)消除，并且使用不同的背景光譜或者使用光譜強(qiáng)的不同的反射干擾物體，也可進(jìn)行求值。
圖5示意性示出了在對(duì)具有光譜譜線特性的干擾輻射的影響進(jìn)行抑制時(shí)的物理關(guān)系。
如果干擾輻射光譜或背景光譜具有譜線特性，則對(duì)于在N圖像亮度的譜線間的已知強(qiáng)度比，可重新對(duì)P圖像中由背景強(qiáng)度引起的圖像亮度加以考慮。具有光譜譜線特性的干擾輻射的一例是在工業(yè)領(lǐng)域中推廣的使用氣體放電燈或日光燈照射測(cè)量環(huán)境。
圖5a示出了在未變化的正濾波器，即具有與上述圖中相同的濾波特性的濾波器的情況下，負(fù)濾波器的光譜濾波特性F6。
負(fù)濾波器F6的通帶是在背景輻射的譜線波長(zhǎng)的情況下，但在激光輻射1的峰值之外選擇的。如果觀察圖像細(xì)節(jié)，則該圖像細(xì)節(jié)不僅收容背景輻射的強(qiáng)度(譜線5a和5b)，而且收容激光輻射1的強(qiáng)度作為捕獲的輻射。
圖5b針對(duì)這種圖像細(xì)節(jié)示出了登記輻射的光譜強(qiáng)度分布。
當(dāng)對(duì)N圖像中的干擾輻射或背景輻射的圖像亮度值SSN進(jìn)行線性換算(線性亮度匹配使用參數(shù)a、b)時(shí)，可再次計(jì)算對(duì)P圖像中由干擾輻射引起的圖像亮度SSP的估計(jì)(8)SSP≈a·SSN+b如果例如不同譜線發(fā)射的相對(duì)強(qiáng)度是已知的，則這種估計(jì)是可能的。作為定位基礎(chǔ)，提取在P圖像中由目標(biāo)激光信號(hào)引起的圖像亮度SL。對(duì)此，再次從在P圖像中測(cè)量的圖像亮度值SP和對(duì)SSP的估計(jì)進(jìn)行差計(jì)算(9)SL≈SP-a·SSN+b如圖3所示，N圖像的亮度匹配可線性進(jìn)行，但也可非線性進(jìn)行，其中，亮度匹配可按數(shù)字方式通過(guò)模擬電子裝置進(jìn)行，或者可按物理方式進(jìn)行。
在亮度匹配時(shí)，不僅兩條譜線中的不同強(qiáng)度，而且在兩個(gè)波長(zhǎng)范圍內(nèi)的傳感器的不同靈敏度都可予以考慮。
在圖6中示意性示出了根據(jù)本發(fā)明的裝置的一實(shí)施例。具有要檢測(cè)的激光光斑3的要分析的圖像細(xì)節(jié)由電磁輻射記錄裝置6捕獲，并通過(guò)輻射部分6c引導(dǎo)到各自具有預(yù)先接通的濾波器6d和6e的兩個(gè)檢測(cè)器6a和6b上。檢測(cè)器6a和6b自身由多個(gè)檢測(cè)器部件組成。兩個(gè)濾波器6d和6e具有不同的光譜特性，這樣在無(wú)激光輻射的光譜范圍內(nèi)，通過(guò)檢測(cè)器6a記錄具有激光光斑3的P圖像A并通過(guò)檢測(cè)器6b記錄N圖像B。
此處，現(xiàn)在通過(guò)具有不同光譜記錄能力的兩個(gè)分開的檢測(cè)器各自記錄至少一個(gè)圖像。同樣，也可短時(shí)連續(xù)與相同的但記錄能力變化的檢測(cè)器一起工作。在此，光譜選擇性記錄的限制可通過(guò)帶通濾波器進(jìn)行，這些帶通濾波器在輻射進(jìn)行中在檢測(cè)器前面插入或旋轉(zhuǎn)，例如，使用轉(zhuǎn)鼓或者轉(zhuǎn)塔式支架。
用于記錄至少兩個(gè)光譜選擇性圖像的另一種可能性是，例如通過(guò)不同類型濾波器的與空間有關(guān)的可變疊置，把傳感器陣列劃分成光譜接收特性不同的單個(gè)傳感器。
然而在所有情況下，光譜選擇性濾波器的使用也可由光譜選擇性檢測(cè)器的使用來(lái)代替，例如，當(dāng)檢測(cè)器的光譜響應(yīng)特性直接通過(guò)選擇檢測(cè)器材料或者通過(guò)控制檢測(cè)器的物理特性來(lái)改變時(shí)。此外，如果傳感器陣列的各單個(gè)傳感器能夠在多個(gè)光譜范圍內(nèi)進(jìn)行測(cè)量，則可通過(guò)使用傳感器陣列記錄至少兩個(gè)光譜選擇性圖像。
兩個(gè)圖像A、B被傳送到信號(hào)和信息處理裝置，并在該裝置校準(zhǔn)之后，通過(guò)在校準(zhǔn)單元7a的上方旋轉(zhuǎn)和轉(zhuǎn)換定位，被存儲(chǔ)在兩個(gè)圖像存儲(chǔ)器7b和7c內(nèi)。圖像相互或者與基準(zhǔn)數(shù)值的高精度校準(zhǔn)可事先在記錄時(shí)進(jìn)行，或者可在后面的圖像處理步驟時(shí)進(jìn)行。臨近記錄的校準(zhǔn)的一例示出了檢測(cè)器相互的高精度調(diào)整。作為替代或補(bǔ)充，在后面的處理步驟時(shí)，可通過(guò)數(shù)字信號(hào)處理進(jìn)行定位。
通過(guò)計(jì)算單元7d從N圖像B推導(dǎo)出圖像C，該圖像C與P圖像A的背景輻射對(duì)應(yīng)并被存儲(chǔ)在圖像存儲(chǔ)器7e內(nèi)。背景輻射強(qiáng)度的推導(dǎo)例如通過(guò)數(shù)字或模擬電子裝置進(jìn)行，或者也如以上所述，按純物理方式進(jìn)行。
根據(jù)具體布置，也可記錄多個(gè)P圖像和N圖像A、B，并可把這些圖像各自成對(duì)或者按照集合，例如，把所有P圖像和N圖像各自疊加成一個(gè)集合體來(lái)進(jìn)行處理。
通過(guò)求值和比較單元7f把存儲(chǔ)在圖像存儲(chǔ)器7b和7e內(nèi)的圖像A和C的圖像內(nèi)容加以比較并推導(dǎo)出圖像D，從該圖像D得出激光光斑3的位置。在最簡(jiǎn)單的情況下，進(jìn)行兩個(gè)圖像內(nèi)容的純求差，在進(jìn)行純求差時(shí)，具有相同圖像亮度值或相同內(nèi)容的位置相同的像素各自完全從圖像中被消除。如果相同位置的像素在其內(nèi)容方面不同，則凈亮度值保留，這些凈亮度值可產(chǎn)生另一個(gè)中間圖像，并可能的話還可作進(jìn)一步分析。因此，作為補(bǔ)充或替代，還可采用與圖像內(nèi)容比較有關(guān)聯(lián)的進(jìn)一步圖像處理步驟，這些步驟例如對(duì)進(jìn)一步信息進(jìn)行處理，例如用于對(duì)檢測(cè)器噪聲進(jìn)行抑制。
通過(guò)測(cè)量多個(gè)N圖像，也可使用圖3至圖5所述的單個(gè)方法，以便分別對(duì)P圖像中的干擾輻射強(qiáng)度分量進(jìn)行估計(jì)。當(dāng)以下這點(diǎn)可使用單個(gè)方法實(shí)現(xiàn)時(shí)，可從這些分量更精確地估計(jì)P圖像中的干擾輻射或背景輻射的總強(qiáng)度。
在圖1-圖5所示的圖像以及光譜強(qiáng)度模型的響應(yīng)和輪廓及所用濾波器要純定性理解。所示的灰度級(jí)和要推導(dǎo)的差定性解釋要發(fā)生的效果，并可不用作定量正確觀察的基礎(chǔ)。
通過(guò)減法提取目標(biāo)激光信號(hào)要理解成，在公式2、4、7、9中以及對(duì)圖6的說(shuō)明中，僅作為把P圖像的圖像信息與從N圖像產(chǎn)生的對(duì)干擾輻射強(qiáng)度的估計(jì)進(jìn)行組合的無(wú)數(shù)可能性的一例。
這種組合的另一例是對(duì)所提取的圖像特征進(jìn)行加權(quán)取平均(特征提取)。在此，圖像特征從多個(gè)圖像范圍中被提取，并各自使用在求值范圍內(nèi)的干擾輻射強(qiáng)度的估計(jì)的倒數(shù)值在加權(quán)后取平均。
圖6所示的根據(jù)本發(fā)明的裝置僅示出了一個(gè)示范性實(shí)施方式，因此，該示范性實(shí)施方式僅示出了在許多替代方式中的一種具體布置。因此，例如圖像存儲(chǔ)器7b-7c可在數(shù)量上減少或增加，或者也可對(duì)電磁輻射記錄裝置進(jìn)行分配。特別是也可使用單個(gè)檢測(cè)器，例如通過(guò)光譜不同的選擇性檢測(cè)器部件順序記錄兩個(gè)或多個(gè)圖像或者同時(shí)記錄圖像。
該方法以及特別是背景圖像亮度的推導(dǎo)不僅可在總圖像的水平上，即對(duì)于所有公用圖像像素，而且在圖像細(xì)節(jié)或圖像部分的水平上或者直到單個(gè)像素的水平上都可單獨(dú)執(zhí)行。在此，例如也可使用例如有關(guān)圖像的單個(gè)分范圍的附加知識(shí)。
應(yīng)該理解，所示附圖示出了許多實(shí)施方式中的一種實(shí)施方式，并且專業(yè)人員可例如在使用其他電磁輻射透射限制裝置時(shí)，或者在使用具有其他特性的濾波器時(shí)推導(dǎo)出替代實(shí)施方式。而且應(yīng)該理解，不排除把不同方法分配給干擾輻射類型或特性。所述方法基本上可用于對(duì)任何形式的背景或干擾輻射源進(jìn)行抑制。
權(quán)利要求
1.一種用于根據(jù)要檢測(cè)的信號(hào)對(duì)規(guī)定光譜范圍(P)內(nèi)的電磁背景輻射(2)進(jìn)行抑制，特別是用于對(duì)激光光斑(3)進(jìn)行定位的方法，該方法具有電磁輻射記錄裝置(6)，該裝置優(yōu)選地具有由多個(gè)部件組成的至少一個(gè)檢測(cè)器(6a，6b)，以及信號(hào)和信息處理裝置(7)，其中，-規(guī)定光譜范圍(P)的至少一個(gè)一維或多維P圖像(A)，以及-至少一個(gè)另外規(guī)定的并與P圖像(A)不同的光譜范圍(N1，N2)的至少一個(gè)一維或多維N圖像(B)通過(guò)電磁輻射記錄裝置(6)優(yōu)選地同時(shí)被記錄，其特征在于，通過(guò)信號(hào)和信息處理裝置(7)，根據(jù)背景輻射(2)的光譜分布模型，從N圖像(B)推斷出P圖像(A)中的背景輻射(2)的圖像亮度SSP，并提取要檢測(cè)的信號(hào)，其中，作為雙頻帶鄰近法，通過(guò)各自為P圖像(A)和N圖像(B)選擇一個(gè)波長(zhǎng)帶來(lái)確定P圖像(A)和N圖像(B)的光譜范圍(P，N1，N2)，并且其中，N圖像(B)的波長(zhǎng)帶位于P圖像(A)的波長(zhǎng)帶的短波側(cè)或長(zhǎng)波側(cè)，并且優(yōu)選的是，兩個(gè)波長(zhǎng)帶的相交被最小化。
2.一種用于根據(jù)要檢測(cè)的信號(hào)對(duì)規(guī)定光譜范圍(P)內(nèi)的電磁背景輻射(2)進(jìn)行抑制，特別是用于對(duì)激光光斑(3)進(jìn)行定位的方法，該方法具有電磁輻射記錄裝置(6)，該裝置優(yōu)選地具有由多個(gè)部件組成的至少一個(gè)檢測(cè)器(6a，6b)，以及信號(hào)和信息處理裝置(7)，其中，-規(guī)定光譜范圍(P)的至少一個(gè)一維或多維P圖像(A)，以及-至少一個(gè)另外規(guī)定的且與P圖像(A)不同的光譜范圍(N1，N2)的至少一個(gè)一維或多維N圖像(B)通過(guò)電磁輻射記錄裝置(6)優(yōu)選地同時(shí)被記錄，其特征在于，通過(guò)信號(hào)和信息處理裝置(7)，根據(jù)背景輻射(2)的光譜分布模型，從N圖像(B)推斷出P圖像(A)中的背景輻射(2)的圖像亮度SSP，并提取要檢測(cè)的信號(hào)，其中，為了對(duì)具有譜線特性的背景輻射進(jìn)行抑制，通過(guò)各自為P圖像(A)和N圖像(B)選擇至少一個(gè)波長(zhǎng)帶來(lái)確定P圖像(A)和N圖像(B)的光譜范圍(P，N1，N2)，其中，波長(zhǎng)帶各自捕獲不同譜線(1，5a，5b)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，通過(guò)選擇兩個(gè)波長(zhǎng)帶來(lái)確定至少一個(gè)N圖像(B)的光譜范圍(P，N1，N2)，其中，至少一個(gè)N圖像(B)的波長(zhǎng)帶各自位于至少一個(gè)P圖像(A)的波長(zhǎng)帶(P)的短波側(cè)和/或長(zhǎng)波側(cè)。
4.根據(jù)上述權(quán)利要求中的一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，背景輻射(2)的圖像亮度SSP是為了估計(jì)和消除不同干擾輻射源的分量，在一次或多次實(shí)施根據(jù)權(quán)利要求1至3所述的方法中的至少一種或多種方法時(shí)，特別是為不同光譜范圍而推導(dǎo)的。
5.根據(jù)上述權(quán)利要求中的一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，P圖像(A)中的背景輻射(2)的圖像亮度SSP的推導(dǎo)是在使用以下方法中的至少一種方法來(lái)進(jìn)行的-對(duì)在N圖像(B)中記錄的至少一個(gè)圖像亮度SSN進(jìn)行外推，-對(duì)在N圖像(B)中記錄的至少兩個(gè)圖像亮度SSNi進(jìn)行加權(quán)求平均值。
6.一種用于根據(jù)要檢測(cè)的信號(hào)對(duì)規(guī)定光譜范圍(P)內(nèi)的電磁背景輻射(2)進(jìn)行抑制，特別是用于對(duì)要檢測(cè)的激光光斑(3)進(jìn)行定位的裝置，該裝置具有電磁輻射記錄裝置(6)，以及信號(hào)和信息處理裝置(7)，其中，電磁輻射記錄裝置(6)是為優(yōu)選地同時(shí)記錄至少一個(gè)P圖像(A)和至少一個(gè)N圖像(B)而配置的，以及信號(hào)和信息處理裝置(7)被配置成從P圖像(A)和通過(guò)信號(hào)和信息處理裝置(7)匹配的N圖像(B)的不同內(nèi)容，可對(duì)電磁背景輻射(2)進(jìn)行抑制，其特征在于，電磁輻射記錄裝置(6)具有至少兩個(gè)檢測(cè)器，用于記錄至少兩個(gè)不同的規(guī)定光譜范圍(P，N1，N2)內(nèi)的圖像(A，B)，以及信號(hào)和信息處理裝置(7)被配置成根據(jù)背景輻射(2)的光譜分布模型，可對(duì)電磁背景輻射(2)進(jìn)行抑制。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于，°電磁輻射記錄裝置(6)的光譜范圍由至少一個(gè)光譜濾波器(6d，6e)來(lái)限制，和/或°電磁輻射記錄裝置(6)具有至少一個(gè)檢測(cè)器(6a，6b)，該檢測(cè)器由兩種或多種半導(dǎo)體材料組成，這些材料產(chǎn)生檢測(cè)器(6a，6b)的光譜選擇性響應(yīng)特性。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的裝置，其特征在于，信號(hào)和信息處理裝置(7)被配置成使至少一個(gè)P圖像(A)和至少一個(gè)N圖像(B)優(yōu)選地通過(guò)數(shù)字信號(hào)處理相互可變換和/或可旋轉(zhuǎn)和/或按相對(duì)成像比例尺可變化。
9.一種測(cè)量?jī)x器，特別是用于大地測(cè)量，其特征在于，該測(cè)量?jī)x器具有根據(jù)權(quán)利要求6至8所述的用于對(duì)電磁背景輻射(2)進(jìn)行光譜選擇性抑制，特別是用于對(duì)要檢測(cè)的激光信號(hào)(3)進(jìn)行定位的裝置。
10.根據(jù)權(quán)利要求6至8中的一項(xiàng)所述的裝置的使用，用于把激光光斑(3)識(shí)別為隨后測(cè)量處理的標(biāo)記，特別是到標(biāo)記點(diǎn)的距離測(cè)量的標(biāo)記。
11.根據(jù)權(quán)利要求6至8中的一項(xiàng)所述的裝置的使用，用于識(shí)別激光光斑源，特別是用于識(shí)別目標(biāo)照明激光(目標(biāo)指定)。
全文摘要
通過(guò)一種方法和一種屬于該方法的裝置來(lái)同時(shí)或近似同時(shí)記錄相同捕獲范圍、但在不同波長(zhǎng)范圍(P，N1，N2)內(nèi)的圖像(A，B)，該方法和該裝置為用作P圖像的圖像(A)捕獲要檢測(cè)的信號(hào)，并為用作N圖像的圖像(B)抑制信號(hào)波長(zhǎng)。在使用干擾輻射或背景輻射(2)用模型時(shí)，從N圖像(B)推斷出P圖像(A)中的背景強(qiáng)度。通過(guò)把P圖像(A)和從N圖像(B)推導(dǎo)出的背景圖像(C)的圖像內(nèi)容加以比較來(lái)確定要檢測(cè)信號(hào)的位置。
文檔編號(hào)G01S7/48GK1539084SQ02813617
公開日2004年10月20日 申請(qǐng)日期2002年6月7日 優(yōu)先權(quán)日2001年7月6日
發(fā)明者奧爾赫·基施納, 奧爾赫 基施納 申請(qǐng)人:萊卡地球系統(tǒng)公開股份有限公司