本申请涉及三维成像,尤其涉及一种比例差分配准激光三维成像方法及装置。
背景技术:
1、三维成像方法是一种有别于二维成像方法的新型光学探测方法,它能够全面获取目标物体的空间位置信息,具有抗干扰能力强、空间分辨率高、隐蔽性能良好等优点。已广泛应用于夜视安防、民用等各领域。三维成像主要有扫描型激光三维成像、基于阵列探测器的激光三维成像、基于偏振调制的激光三维成像、基于强度调制的激光三维成像、基于调频连续波的激光三维成像和基于距离选通切片的激光三维成像雷达等。
2、不同体制的激光成像在系统构成和工作原理等方面都不相同,但基本可以归纳为三类体制。基于扫描型激光三维成像是一种将激光测距机配以灵活的光束指向控制器,通过扫描机构,使扫描范围覆盖目标的所有位置,得到目标的距离图像,具有精度高、灵敏度高等优点,但系统成本高、体积大、实时性不高;基于iccd传感器的无扫描型三维成像系统分辨率高、集成度高、动态范围大,但该系统寿命有限、成本较高以及体积重量较大。而基于apd阵列传感器的无扫描型三维成像系统,具有精度高、灵敏度高、系统体积小等优点,但其成本较高同时受限于目前的电子工艺水平,每个雪崩脉冲产生之后有一个死区时间,在死区时间内,探测器无法在响应到来的光子,像元之间的串扰和暗电流计数也是盖革不利的因素使其必须工作于高重复频率。此外,激光三维成像系统也有其自身的局限性,在雾霾、雨雪、尘沙等恶劣气候条件下,激光很容易受到空气中杂质粒子的影响,例如大气后向散射和背景干扰等,造成成像质量降低,因此往往采用通过光学滤光片及像素增强型数字相机iccd面阵作为接收。
技术实现思路
1、本申请实施例提供一种比例差分配准激光三维成像方法及装置,用以解决现有技术三维成像系统成本高、无法广泛应用于商业途径的问题,提出一种低成本比例差分配准激光三维成像方法。
2、本申请实施例提供一种比例差分配准激光三维成像装置,包括:
3、激光发射光源101,用以基于系统控制电路103朝向目标物体102发射激光;
4、ccd图像传感器104,用以分别采集在所述激光发射光源101关闭和开启情况下,所述目标物体102的第一图像105和第二图像106;
5、图像三维信息处理单元,用以基于所述第一图像105和所述第二图像106进行图像差分处理,以获得差分配准后的第三图像107,以及基于所述第三图像107和在所述激光发射光源101开启情况下采集的第二图像106进行比例运算,以获得比例差分配准后的第四图像108;
6、显示组件,用以呈现图像三维信息处理单元的处理过程以及相关信息。
7、可选的,所述激光发射光源101包括可见波段以及可被ccd探测波段的激光光源。
8、可选的,所述ccd图像传感器104为面阵探测器或线列探测器。
9、可选的,所述系统控制电路103采用fpga、dsp或arm作为主控芯片,所述系统控制电路103具体用于控制所述激光发射光源101和所述ccd图像传感器104的时序,以及控制所述激光发射光源101和所述ccd图像传感器104的开启关闭状态,以同步所述激光发射光源101和所述ccd图像传感器104。
10、可选的,所述图像三维信息处理单元,用于基于所述第一图像105和所述第二图像106进行图像差分处理,其中图像差分处理满足:
11、io=ii/ii-ij
12、其中,ij为激光光源关闭状态下采集的第一图像,ii为激光光源开启状态下采集的第二图像,io为差分配准后的图像。
13、可选的,所述图像三维信息处理单元,还用于对采集的激光光源开启及关闭两种状态下的两幅图像的isp处理。
14、本申请实施例还提出一种比例差分配准激光三维成像方法,包括:
15、基于系统控制电路103控制激光发射光源101朝向目标物体102发射激光;
16、利用ccd图像传感器104,分别采集在所述激光发射光源101关闭和开启情况下,所述目标物体102的第一图像105和第二图像106;
17、利用图像三维信息处理单元,基于所述第一图像105和所述第二图像106进行图像差分处理,以获得差分配准后的第三图像107,以及基于所述第三图像107和在所述激光发射光源101开启情况下采集的第二图像106进行比例运算,以获得比例差分配准后的第四图像108;
18、通过显示组件,呈现图像三维信息处理单元的处理过程以及相关信息。
19、本申请实施例结合激光三维成像原理:激光器发出激光,照射到目标物体经目标物体反射后,产生回波信号,探测器接受到回波信号,还原重构出目标物体的三维信息,本申请的装置及方法具有低成本、实时性、结构简单的优点。
20、上述说明仅是本申请技术方案的概述,为了能够更清楚了解本申请的技术手段,而可依照说明书的内容予以实施,并且为了让本申请的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂,以下特举本申请的具体实施方式。
1.一种比例差分配准激光三维成像装置,其特征在于,包括:
2.如权利要求1所述的比例差分配准激光三维成像装置,其特征在于,所述激光发射光源(101)包括可见波段以及可被ccd探测波段的激光光源。
3.如权利要求1所述的比例差分配准激光三维成像装置,其特征在于,所述ccd图像传感器(104)为面阵探测器或线列探测器。
4.如权利要求1所述的比例差分配准激光三维成像装置,其特征在于,所述系统控制电路(103)采用fpga、dsp或arm作为主控芯片,所述系统控制电路(103)具体用于控制所述激光发射光源(101)和所述ccd图像传感器(104)的时序,以及控制所述激光发射光源(101)和所述ccd图像传感器(104)的开启关闭状态,以同步所述激光发射光源(101)和所述ccd图像传感器(104)。
5.如权利要求4所述的比例差分配准激光三维成像装置,其特征在于,所述图像三维信息处理单元,用于基于所述第一图像(105)和所述第二图像(106)进行图像差分处理,其中图像差分处理满足:
6.如权利要求4所述的比例差分配准激光三维成像装置,其特征在于,所述图像三维信息处理单元,还用于对采集的激光光源开启及关闭两种状态下的两幅图像的isp处理。
7.一种比例差分配准激光三维成像方法,其特征在于,包括: