【摘要】：為了解決傳統(tǒng)水下目標(biāo)成像系統(tǒng)存在的成像模糊、測距誤差高的缺陷,設(shè)計了一種水下目標(biāo)激光成像系統(tǒng)。數(shù)據(jù)采集卡將驅(qū)動信號反饋給激光發(fā)射機,發(fā)射機射出扇形激光光束,激光束通過發(fā)射光學(xué)系統(tǒng)以及掃描系統(tǒng)射向水下目標(biāo),掃描系統(tǒng)以及接收光學(xué)系統(tǒng)對水下目標(biāo)反射的回波信號進(jìn)行操作,并將回波信號傳輸?shù)綏l紋管探測器的光陰極中,進(jìn)而獲取目標(biāo)的原始條紋圖像,分析了條紋管探測器的激光成像原理,對系統(tǒng)中的激光發(fā)射機、光學(xué)系統(tǒng)以及掃描系統(tǒng)進(jìn)行詳細(xì)說明,并介紹了系統(tǒng)軟件實現(xiàn)中VB程序控制信號時序過程以及Matlab圖像處理流程。實驗結(jié)果說明,該系統(tǒng)可獲取精確的水下目標(biāo)圖像,并且對水下目標(biāo)距離進(jìn)行準(zhǔn)確探測,具有較高的成像性能和距離探測性能。
【圖文】：

http∶//www．laserjournal．cn向目標(biāo)，此時目標(biāo)產(chǎn)生回波信號，掃描系統(tǒng)和接收光學(xué)系統(tǒng)對回波信號進(jìn)行操作［2］，并向條紋管探測器反饋回波信號，最終獲取水下目標(biāo)的原始條紋圖像，，CCD相機將從條紋管探測器中采集的原始條紋圖像存儲到計算機中。計算機中的系統(tǒng)軟件采用數(shù)據(jù)采集卡對激光發(fā)射機進(jìn)行控制，激光發(fā)射機通過延時器以及觸發(fā)器對條紋管探測器的運行狀態(tài)實時控制。圖1水下目標(biāo)激光成像系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)1.2激光發(fā)射機設(shè)計的水下目標(biāo)激光成像系統(tǒng)的激光波長取值區(qū)間是［480，560］nm。系統(tǒng)采用調(diào)QNd:YAG倍頻激光放射機，其包括振蕩級和放大級。振蕩級采用氙燈泵浦的主動電光調(diào)Q釹離子激光器，其諧振腔中存在具有35%透射率的輸出鏡。振蕩級激光腔內(nèi)的主動電光調(diào)Q系統(tǒng)可對電光晶體中的電壓實施調(diào)控［3］，確保諧振腔Q值基于設(shè)置的程序進(jìn)行波動，最終獲取的激光脈沖能量是12mJ。放大級是氙燈泵浦的釹離子激光放大器［4］，能夠?qū)⒄袷幖壿斎氲募す夥糯?至8倍，輸出激光光束通過倍頻晶體形成脈沖能量是40mJ的綠光激光脈沖。1.3條紋管探測器激光成像原理條紋管探測器是系統(tǒng)的關(guān)鍵部件，其采用自身的偏轉(zhuǎn)電壓將電子變換成光學(xué)圖像。獲取的光學(xué)圖像中存在水下目標(biāo)的二維反射率信息以及三維距離信息，對該圖像進(jìn)行去噪、還原以及重構(gòu)后［5］，可得到水下目標(biāo)的距離圖像以及強度圖像。條紋管探測器包括光電陰極、加速系統(tǒng)、偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)以及熒光屏。設(shè)計的水下目標(biāo)激光成像系統(tǒng)中的激光發(fā)射機向目標(biāo)發(fā)射扇形激光束，水下目標(biāo)中受到激光照射后會反射出大量光子，這些光子處于呈現(xiàn)條狀排列，成像系統(tǒng)中的接收透鏡對這些光子進(jìn)行采集［6］，并向條紋管內(nèi)的光電陰極傳輸采集到的光子，此時光子將變換成電子進(jìn)行加速運?

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