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申请/专利权人：山西大学

摘要：本发明公开了一种基于时空关联的高速运动目标轨迹重构系统与方法，属于光学成像技术领域。针对传统关联成像方案无法在极弱光量级下对运动目标恢复轨迹以及在高背景情况下传统成像容易受到噪声干扰的问题，通过信号源产生两路频率一致的电信号，其分别作为脉冲发生器的触发信号和单光子阵列相机的时钟信号。电流调制模块接收到脉冲发生模块被触发后输出的电脉冲信号后将脉冲波形调制到激光二极管输出的激光光斑上，使激光二极管输出高消光比、窄脉宽的脉冲激光。激光经过平顶光束整形后照亮运动目标所在的场景。该系统通过使用光学镜头模块将光信号收集后被单光子阵列相机探测，记录的数据存储至计算机内，并在计算机上进行三维轨迹恢复。

主权项：1.一种基于时空关联的高速运动目标轨迹重构系统，其特征在于，所述系统包括信号源101、光学发射端102和光学收集端103；所述的光学发射端102包括依次设置于激光出射线路上的脉冲发生模块1021、电流调制模块1022、激光二极管1023和平顶光束1024，且脉冲发生模块1021和信号源101相连；所述的脉冲发生模块1021通过接收方波信号为触发信号，通过调节模块的幅度和脉宽旋钮调节输入电脉冲的幅值和脉宽，电脉冲的幅值和脉宽决定了最终输出光脉冲的脉宽；所述的电流调制模块1022用于给激光供电，并且将接收到脉冲发生模块1021输出的电脉冲波形调制到输出的电流上；所述的激光二极管1023接收到电流调制模块1022的调制电流波形调制到输出的激光上，使激光二极管1023输出脉冲激光；所述的平顶光束1024将激光二极管1023输出的强度高斯分布脉冲激光整形为非高斯分布且强度均匀的激光；所述的光学收集端103包括有依次探测和记录数据的光学镜头模块1031、单光子阵列相机1032和计算机1033，并且单光子阵列相机1032和计算机1033通过USB3.0数据线相连；所述的光学镜头模块1031通过不同参数镜片组的组装实现了收集不同距离目标信号的目标；所述的单光子阵列相机1032通过标准的相机卡口和光学镜头模块连接并探测记录光学镜头模块1031收集到的光信号；所述的计算机1033记录单光子阵列相机1032探测到的单光子信号的数据，用于后续的时间相关方法的处理和分析；所述的信号源101用于产生频率一致的两路的方波信号，其中一路方波信号输入至脉冲发生模块1021用于触发脉冲发生模块1021，另一路方波信号输入至单光子阵列相机作1032为时钟信号。

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