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公开(公告)号：CN113379906B
公开(公告)日：2023-04-11
申请号：CN202110836863.2
申请日：2021-07-23
Applicant: 中国科学院西安光学精密机械研究所
Abstract: 本发明属于激光雷达技术领域，涉及一种基于超像素滤波的单光子三维图像重建方法及系统，克服现有后期处理算法如UA算法存在较为严重的图像块效应，且速度难以达到实时化处理要求的问题以及ManiPoP等算法对计算资源的要求成本较高，不能满足实际应用的需求等问题。本发明基于成像物理参数设计滤波核，并基于超像素滤波原理实现对回波信号中噪声的抑制与信号光子的有效利用，以较低的计算成本实现实时级目标高精度三维信息获取。
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公开(公告)号：CN107831500A
公开(公告)日：2018-03-23
申请号：CN201710865174.8
申请日：2017-09-22
Applicant: 中国科学院西安光学精密机械研究所 , 中国科学院大学
CPC classification number: G01S17/105 , G06F17/141 , G06N3/006
Abstract: 本发明公开了一种基于光子计数激光雷达的最优编码生成及解码方法，首先根据给定的编码长度与粒子个数以及强度范围随机化初始粒子群；再依据光子计数激光雷达对编码的要求设计适应度函数并计算每个粒子的适应度；再通过粒子群算法的迭代进化公式进化每个粒子，并记录适应度最高的粒子；重复进化步骤，直到满足提前设置的最大进化代数或停止准则。将获得的最优编码应用于发射激光的调制，再通过接收系统获取接收编码。采用快速傅立叶变换算法对发射编码和接收编码做相关即可获取目标距离信息。可以方便地产生满足光子计数激光雷达要求的伪随机序列并在该条件下是最优序列；同时还具有整数编码，收敛快，不易产生非法解等优点。
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公开(公告)号：CN107807364A
公开(公告)日：2018-03-16
申请号：CN201710864804.X
申请日：2017-09-22
Applicant: 中国科学院西安光学精密机械研究所 , 中国科学院大学
IPC: G01S17/89
Abstract: 本发明涉及一种三维成像光子计数系统及其动态偏压控制方法，该系统包括总控制器、信号发生器、脉冲激光器、发射光学系统、接收光学系统、Gm-APD阵列探测器、TCSPC时间相关光子计数器、信号处理单元、高压模块、温度传感器以及过载保护模块。本发明动态偏压控制方法是：设置初始偏压值V0、TCSPC时间相关光子计数器绘制直方图；信号处理单元解算直方图，获取当前偏压值V1；过载保护模块对实际偏压值V1进行监控，当实际偏压值V1小于探测器击穿电压，则将实际偏压值V1加载到Gm-APD阵列探测器，当实际偏压值V1小于探测器击穿电压，过载保护模块发出报警信号，停止工作。本发明能够动态控制Gm-APD阵列探测器进行探测工作，实现不同强度回波光信号自适应调节。
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公开(公告)号：CN116299550B
公开(公告)日：2023-09-01
申请号：CN202310549791.2
申请日：2023-05-16
Applicant: 中国科学院西安光学精密机械研究所
Abstract: 本发明涉及光学成像技术，具体涉及一种水下共轴单光子成像系统及方法，为解决现有技术中存在的对水下目标进行探测时噪声能量过高，使得单光子探测器探测到目标的概率较低，造成目标的计数损失的不足之处。本发明水下共轴单光子成像系统包括密封壳体，设置在密封壳体中的偏振光发射装置、二维扫描振镜、打孔反射镜、偏振分光棱镜、窄带滤光片、物镜、光纤耦合器、单光子探测器，以及核心处理单元；偏振光发射装置用于发射垂直偏振光，垂直偏振光传输至二维扫描振镜，对探测目标进行扫描，回波信号经过去噪传输至物镜；本发明的成像方法基于上述系统，增强深度信息和强度信息的准确性。
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公开(公告)号：CN111694014B
公开(公告)日：2022-12-09
申请号：CN202010548267.X
申请日：2020-06-16
Applicant: 中国科学院西安光学精密机械研究所
IPC: G01S17/894 , G01S7/48
Abstract: 本发明公开了一种基于点云模型的激光非视域三维成像场景建模方法。该方法包括以下步骤：首先设定非视域场景空间参数、成像系统参数及成像指标参数，确定指定的扫描点对点云目标的可见区域；其次利用空间体素将可见区域点云分割成若干个微点云，并检测其角点形成微面元，估计各微面元的面积、形心和表面法线，再结合成像系统参数建立信号从激光器发出经过三次漫反射，被探测器接收的能量传输模型，得到回波能量和回波光子分布直方图；最后设置不同的扫描点，重复以上步骤得到多幅回波信号的光子分布直方图。该建模方法首次模拟了信号从激光器发出、经过中介面和具有三维特征的点云目标的三次漫反射、最后被探测和计数的过程。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN113296075A
公开(公告)日：2021-08-24
申请号：CN202110856723.1
申请日：2021-07-28
Applicant: 中国科学院西安光学精密机械研究所
Abstract: 本发明属于激光雷达技术领域，具体涉及一种强噪声环境下单光子成像的目标信息自动提取方法及系统。克服现有的基于高速电子门控的单光子成像技术因目标分布信息未知，依赖于人工设计与调节参数导致实用性受限的问题，主要包括采集原始三维回波数据、确定算法初始参数、估计算法初始门控阈值m及其对应的算法门控范围、计算当前的残差值及门控范围修正值及更新算法门控阈值与门控范围的步骤；该方法无需预设门控时间区间，确保了回波信号较大的动态范围；再采用算法级门控实现目标信号的提取，大幅提高信号的信噪比。
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公开(公告)号：CN107807353B
公开(公告)日：2019-09-20
申请号：CN201710864915.0
申请日：2017-09-22
Applicant: 中国科学院西安光学精密机械研究所 , 中国科学院大学
IPC: G01S7/48
Abstract: 本发明涉及一种采用N重脉冲编码的三维成像光子计数系统及计数方法，该系统包括总控制器、信号发生器、脉冲激光器、发射光学系统、接收光学系统、Gm‑APD阵列探测器、TCSPC时间相关光子计数器以及信号处理单元；本发明的方法是：总控制器控制信号发生器产生N重脉冲信号，并由脉冲激光器转换为脉冲光信号，经发射光学系统打向目标物体，目标物体反射的回波脉冲信号，由接受光学系统进行能量汇聚，后照射到Gm‑APD阵列探测器上，探测器产生的信号经过TCSPC时间相关光子计数模块，再将计数后的信号传入信号处理单元进行时间相关与解算，最后计数结果传入总控制模块输出结果；该方法克服了现有技术强度信息丢失和无法抵抗环境干扰能力的问题。
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公开(公告)号：CN107797964B
公开(公告)日：2019-09-20
申请号：CN201710864913.1
申请日：2017-09-22
Applicant: 中国科学院西安光学精密机械研究所 , 中国科学院大学
Abstract: 本发明公开了一种基于单光子探测的多相伪随机序列快速生成及解码方法，该方法主要包括以下步骤：首先通过Mersenne Twister算法产生高质量的随机数，再根据产生的随机数与提前设定的阈值判断该位的值，从而获得调制位置；若该位为调制位置，则再根据预先设定的强度划分区间与产生的随机数联合确定该位的值，从而获得强度编码信息。当一个调制位置出现时，则需越过之后的若干位再重复上步骤，以保证激光器有充足的储能时间。将生成的伪随机序列与接收到的伪随机序列做相关，从而解算出目标距离。上述方法解决了单光子探测中的高速调制与激光器重复频率不匹配的问题，可以实现对任意码型的编码同时还具备自相关性好、噪声抑制能力强等优点。
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公开(公告)号：CN107798378A
公开(公告)日：2018-03-13
申请号：CN201710866753.4
申请日：2017-09-22
Applicant: 中国科学院西安光学精密机械研究所 , 中国科学院大学
Abstract: 本发明公开了一种基于光子计数装置的最优编码快速生成及解码方法，通过线性同余算法产生随机数，判断调制位置；重复上述步骤至设定的编码长度，获得一个完整的多相伪随机编码；重复以上步骤若干次，获得粒子群的初始种群。计算每个粒子的适应度；再进化每个粒子，并记录适应度最高的粒子；重复进化步骤，直到满足提前设置的最大进化代数或停止准则，获得发射编码。通过接收系统获得接收编码，再对发射编码与接收编码做相关，从而解算出目标距离。方便地产生满足光子计数装置要求的多相伪随机编码并确保编码性能优异；且产生速度远远高于直接用启发式算法搜索最优编码的方法，同时仍具有粒子群算法的整数编码、不易产生非法解等优点。
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公开(公告)号：CN116823913B
公开(公告)日：2025-04-18
申请号：CN202310633708.X
申请日：2023-05-31
Applicant: 中国科学院西安光学精密机械研究所
IPC: G06T7/593
Abstract: 本发明涉及图像重建方法，具体涉及非视域图像重建方法及计算机可读存储介质、终端设备，为解决现有技术中拉普拉斯锐化等常见的图像去噪方法难以恢复目标细节，且利用深度神经网络进行图像重建的方法需大量数据与计算资源支持的不足之处。本发明非视域图像重建方法通过物理成像模型与隐空间映射将原始三维回波数据映射至特征隐空间，获得局部特征的强度图以及深度图后，再通过对强度图归一化处理、生成三维门控、选取感兴趣区域重建值等步骤将局部特征映射回三维空间，获得去噪器，最后基于去噪正则化的框架建立非视域图像重建模型，确保其收敛性。
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