本发明属于光学,具体涉及一种基于圆环激光探测浅水小目标速度矢量的系统及方法。
背景技术:
1、半潜或浅层水下运动小目标可能对船舶,桥梁,甚至沿岸重要港口和设施造成安全威胁,这类无人小目标难于被声呐、雷达和一般光学遥感设备探测到。
2、现有技术中机载激光雷达利用高功率激光和精密光学系统实现了水下环境的长距离立体成像和目标检测。机载激光雷达可以在不潜入水体的情况下获取高分辨率三维成像。利用机载激光雷达浅水小目标探测优势主要体现在以下几个方面:一是卓越的机动性,凭借与飞行平台的一体化集成和高巡航速度等优势,可快速抵达和覆盖作业海区;二是优越的安全性,不受浅水暗礁、水下障碍物等因素的影响昼夜可开展探测作业,具有较强的抗干扰性;三是作业效率高,得益于跨介质探测的技术特点,探测速度快,有效作用时间占比高(无布放回收传感器、转弯灵活机动等特点),能够对大面积的海域进行快速搜索探测。
3、虽然机载激光雷达系统在目标探测方面优势明显,但对于浅水水雷小目标,同样面临一系列技术难点,如由于普通激光束光斑小而对于小尺寸目标探测时碰到的概率低、近岸重点区域受浑浊水体影响测量深度大幅下降、单次飞行覆盖范围需进一步提高、小目标自主识别能力应重点加强等。
技术实现思路
1、本发明针对现有技术的不足,提供了一种基于圆环激光探测浅水小目标速度矢量的系统及方法。
2、第一方面,本发明提供了基于圆环激光探测浅水小目标速度矢量的系统,包括圆环光单元和散射光记录单元;
3、所述圆环光单元用于产生圆环光,入射至水体,在水面或水下形成所述圆环光;
4、所述散射光记录单元用于接收水体和小目标的散射光;
5、所述的圆环光单元和散射光记录单元搭载于飞行载荷平台,在所述飞行载荷平台移动时,对水体进行推扫式扫描;利用光环前后边碰到小目标在散射光记录单元上的光斑位置和间隔时间确定小目标的运动速度矢量。
6、第二方面,本发明提供了一种基于圆环激光探测浅水小目标速度矢量的方法:采用圆环光对半潜或浅水下小目标进行推扫探测,接收水体和目标的散射光,基于散射光的光斑位置和间隔时间确定小目标的运动速度矢量。
7、本发明的有益效果如下:本发明能大面积探测半潜或浅水下的目标,并且快速发现目标运动速度和方向。
1.基于圆环激光探测浅水小目标速度矢量的系统,其特征在于,包括圆环光单元和散射光记录单元;
2.根据权利要求1所述的系统,其特征在于,所述圆环光单元包括激光器和圆锥形透镜,所述的激光器的出射激光经圆锥形透镜整形成所述圆环光。
3.根据权利要求1或2所述的系统,其特征在于,所述激光器激发光为蓝或绿波段连续波。
4.根据权利要求1所述的激光雷达遥感系统,其特征在于,所述小目标处于半潜或者处于浅水下。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的系统,其特征在于,所述飞行载荷平台运动方向与圆环光入射水体方向垂直。
6.根据权利要求5所述的系统,其特征在于,所述的散射光记录单元在所述垂直方向上具有大张角,用于接收所述散射光。
7.基于圆环激光探测浅水小目标速度矢量的方法,采用权利要求1-6中任一项所述的系统,其特征在于:采用圆环光对半潜或浅水下小目标进行推扫探测,接收水体和目标的散射光,基于散射光的光斑位置和间隔时间确定小目标的运动速度矢量。
8.根据权利要求7所述的激光雷达遥感方法,其特征在于,利用大功率激光器发出蓝或绿波段连续波,经过圆锥形透镜整形成圆环光;在飞行载荷平台移动时,对水体进行推扫式扫描;面阵ccd相机同时对水体和目标散射光进行记录;