專利名稱：具有測距功能的夜視儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種監(jiān)控設(shè)備，尤其涉及一種具有測距功能的夜視儀。
背景技術(shù)：
激光夜視儀具有功耗低，作用距離遠(yuǎn)等優(yōu)點(diǎn)，作為新興夜視技術(shù)已經(jīng)在市場廣泛 應(yīng)用。一般激光夜視儀采用連續(xù)激光照明，激光光束經(jīng)目標(biāo)反射后進(jìn)入CCD相機(jī)，目標(biāo)得到 成像。這種夜視儀僅能發(fā)現(xiàn)目標(biāo)但無法探測出目標(biāo)距離。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是針對現(xiàn)有技術(shù)所存在的缺點(diǎn)，而提供了一種能夠具有測距功能的夜視儀 的技術(shù)方案，該方案采用脈沖激光器與具有距離選通成像功能的ICCD攝相機(jī)實(shí)現(xiàn)攝像機(jī) 與目標(biāo)之間距離的自動測量。本發(fā)明是通過如下技術(shù)措施實(shí)現(xiàn)的一種具有測距功能的夜視儀，它包括脈沖激 光器和帶有選通門的ICXD攝相機(jī)，所述IC⑶攝相機(jī)能夠?qū)崿F(xiàn)距離選通成像；所述脈沖激光 器與ICCD攝相機(jī)之間設(shè)置有距離選通同步控制器，所述距離選通同步控制器能夠使脈沖 激光器的脈沖和ICCD攝像機(jī)在時序上正確配合，以時間的先后分開不同距離上的后向散 射引起的背景輻射和目標(biāo)反射回的有用信號，使從被探測目標(biāo)反射回的有用信號剛好在攝 像機(jī)選通工作的時間內(nèi)到達(dá)攝像機(jī)并成像。本發(fā)明的具體特點(diǎn)還有，上述距離選通同步控制器為同步控制電路，同步控制電 路包括定時電路，定時電路能夠使攝像機(jī)快門開啟和脈沖激光器的激光照射同步。本方案的有益效果可根據(jù)對上述方案的敘述得知，采用本方案能夠自動獲取夜視 儀與目標(biāo)之間的距離，使得監(jiān)控更有效。


圖1為本發(fā)明的成像原理圖。圖2中為對1200m處目標(biāo)進(jìn)行觀察時的理想距離選通成像的時序關(guān)系圖。
具體實(shí)施例方式為能清楚說明本方案的技術(shù)特點(diǎn)，下面通過一個具體實(shí)施方式
，對本方案進(jìn)行闡 述。一種具有測距功能的夜視儀，如圖1所示，它包括脈沖激光器和帶有選通門的 ICXD攝相機(jī)，所述ICXD攝相機(jī)能夠?qū)崿F(xiàn)距離選通成像；所述脈沖激光器與ICXD攝相機(jī)之 間設(shè)置有距離選通同步控制器，所述距離選通同步控制器能夠使脈沖激光器的脈沖和ICCD 攝像機(jī)在時序上正確配合，以時間的先后分開不同距離上的后向散射引起的背景輻射和目 標(biāo)反射回的有用信號，使從被探測目標(biāo)反射回的有用信號剛好在攝像機(jī)選通工作的時間內(nèi) 到達(dá)攝像機(jī)并成像。距離選通同步控制器為同步控制電路，同步控制電路包括定時電路，定時電路能夠使攝像機(jī)快門開啟和脈沖激光器的激光照射同步。本發(fā)明的成像原理為脈沖激光器發(fā)射很強(qiáng)的短脈沖，脈沖激光傳輸?shù)侥繕?biāo)上，對 目標(biāo)進(jìn)行照射，由目標(biāo)反射的激光返回到ICCD攝相機(jī)。當(dāng)激光脈沖處于往返圖中時，ICCD 攝相機(jī)選通門處于關(guān)閉狀態(tài)，這樣擋住了大氣懸浮微粒引起的后向散射光。當(dāng)目標(biāo)反射激 光到達(dá)IC⑶攝相機(jī)時，選通門開啟，讓來自目標(biāo)的反射光進(jìn)入IC⑶攝像機(jī)。ICXD攝像機(jī) 開啟持續(xù)時間與激光脈沖一致，這樣形成目標(biāo)圖像主要與目標(biāo)周圍反射光有關(guān)，大大提高 了圖像信噪比。同樣根據(jù)脈沖激光產(chǎn)生到選通門開啟延遲時間τ可計算出目標(biāo)距離s = τ X3X108/2m。選通門開啟延遲時間τ為激光光束到達(dá)目標(biāo)的來回時間，在目標(biāo)距離未知的情 況下，選通門開啟延遲時間即選通脈沖的延遲時間以一定的間隔掃描，根據(jù)圖像清晰度評 價函數(shù)鎖定延遲時間。并將計算距離疊加到視頻中以實(shí)時顯示目標(biāo)距離。圖像清晰度評價 函數(shù)有多種方式，本方案采用圖像輪廓提取進(jìn)行亮度求和方式。距離選通同步控制器是距離選通激光成像系統(tǒng)的關(guān)鍵之一，直接關(guān)系到能否得到 目標(biāo)的選通圖像。距離選通同步控制器主要是使激光器的脈沖和ICXD攝像機(jī)在時序上正確配合， 以時間的先后分開不同距離上的后向散射引起的背景輻射和目標(biāo)反射回的有用信號，使從 被探測目標(biāo)反射回的有用信號剛好在攝像機(jī)選通工作的時間內(nèi)到達(dá)攝像機(jī)并成像。因此同 步控制器是實(shí)現(xiàn)距離選通的關(guān)鍵。同步控制器可以通過設(shè)計同步控制電路實(shí)現(xiàn)，同步控制電路用來確定脈沖激光器 的照明脈沖和ICCD攝像機(jī)選通脈沖之間的時序和相應(yīng)的延時關(guān)系。同步控制電路主要由 使快門開啟與激光照射同步的定時電路組成，定時時間取決于激光脈沖傳輸?shù)侥繕?biāo)上再海 上搜救目標(biāo)選通成像技術(shù)的研究反射到接收器所需要的時間。圖2中給出了對1200m處 目標(biāo)進(jìn)行觀察時的理想距離選通成像的時序關(guān)系圖。圖中波形A為激光脈沖照明輸出波 形B為接收器接收到的照明激光脈沖后向散射輻射的變化；波形C為激光脈沖由目標(biāo)返回 到接收器上的反射輻射；波形D為接收器的選通脈沖；τ為延遲脈沖發(fā)生器的延遲時間；tw 為接收器的選通脈沖寬度。由于目標(biāo)距離為1220m，激光光束來回時間約為8μ s，所以選通 脈沖應(yīng)比照明激光脈沖發(fā)出時間延遲8 μ S。圖中波形D是理想的選通脈沖，實(shí)際的距離選 通同步控制電路就是要使選通脈沖的延時盡可能的精確，這樣才能得到目標(biāo)理想的選通圖 像。而由于激光的傳播速度為3X108m/s，因此選通脈沖的延遲時間為微秒，甚至納秒量級， 這是距離選通同步控制的一大難點(diǎn)。本發(fā)明未經(jīng)描述的技術(shù)特征可以通過或采用現(xiàn)有技術(shù)實(shí)現(xiàn)，在此不再贅述，當(dāng)然， 上述說明并非是對本發(fā)明的限制，本發(fā)明也并不僅限于上述舉例，本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù) 人員在本發(fā)明的實(shí)質(zhì)范圍內(nèi)所做出的變化、改型、添加或替換，也應(yīng)屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
一種具有測距功能的夜視儀，其特征是，它包括脈沖激光器和帶有選通門的ICCD攝相機(jī)，所述ICCD攝相機(jī)能夠?qū)崿F(xiàn)距離選通成像；所述脈沖激光器與ICCD攝相機(jī)之間設(shè)置有距離選通同步控制器，所述距離選通同步控制器能夠使脈沖激光器的脈沖和ICCD攝像機(jī)在時序上正確配合，以時間的先后分開不同距離上的后向散射引起的背景輻射和目標(biāo)反射回的有用信號，使從被探測目標(biāo)反射回的有用信號剛好在攝像機(jī)選通工作的時間內(nèi)到達(dá)攝像機(jī)并成像。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有測距功能的夜視儀，其特征是，所述距離選通同步控制 器為同步控制電路，同步控制電路包括定時電路，定時電路能夠使攝像機(jī)快門開啟和脈沖 激光器的激光照射同步。
全文摘要
一種具有測距功能的夜視儀，屬于監(jiān)控裝置領(lǐng)域。其技術(shù)方案為它包括脈沖激光器和帶有選通門的ICCD攝相機(jī)，所述ICCD攝相機(jī)能夠?qū)崿F(xiàn)距離選通成像；所述脈沖激光器與ICCD攝相機(jī)之間設(shè)置有距離選通同步控制器，所述距離選通同步控制器能夠使脈沖激光器的脈沖和ICCD攝像機(jī)在時序上正確配合，以時間的先后分開不同距離上的后向散射引起的背景輻射和目標(biāo)反射回的有用信號，使從被探測目標(biāo)反射回的有用信號剛好在攝像機(jī)選通工作的時間內(nèi)到達(dá)攝像機(jī)并成像。本發(fā)明的有益效果為它采用脈沖激光器與具有距離選通成像功能的ICCD攝相機(jī)實(shí)現(xiàn)攝像機(jī)與目標(biāo)之間距離的自動測量，使得監(jiān)控更有效。
文檔編號G01S17/08GK101963696SQ20101025707
公開日2011年2月2日 申請日期2010年8月19日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月19日
發(fā)明者夏立民, 張同星, 張帆, 張超岳, 李鵬, 郭長林 申請人:山東神戎電子股份有限公司