本发明涉及选通成像，具体涉及一种基于主动激光照明的距离选通成像方法及系统。
背景技术：
1、在距离选通成像工作过程中，首先通过脉冲激光发射照明光对被探测的目标对象进行辐照，并通过返回的激光信号获取得到目标对象的完整图像信息。但是，距离选通成像系统在面临雾、雨、烟、霾等特殊天气时，将难以获得清晰完整的信号。
2、传统的选通成像方法主要是通过控制有限元件（或有限信号）的时间同步，以实现选通。但是，这种较为单一的同步信号控制难以解决复杂天气（如雨、雾天气）下的成像精度低等问题。
3、例如，中国专利申请cn102623883a公开了一种基于脉冲激光散射光同步的距离选通同步控制装置，该同步控制装置通过输出特定延迟精度和特定脉冲宽度精度的选通脉冲以控制选通成像的精度。但是，该同步控制装置的控制方案主要是为了避免成像过程受到白天的环境光影响（以对处于白天的微弱目标进行成像），难以在昏暗的复杂天气环境下实现穿透成像。
4、cn105388485a公开了一种多脉冲距离选通成像系统及方法。该方法通过时序控制器分别控制发射信号和开关信号，但是其仅能够在一定程度上提高图像的亮度，而无法提升图像的清晰度。
5、又例如，中国专利申请cn110989448a公开了一种基于远距离脉冲激光选通成像的时序控制系统及方法。该方法使得单位时间内所述选通iccd(530)能够得到更多的目标反射和散射信号，提高了选通成像的目标图像亮度，从而可以对更远的目标进行距离选通成像。但是其仍然无法解决雨雾场景下的图像清晰度过低的问题。
6、再例如，中国专利申请cn115236642a公开了一种激光距离选通三维成像不均匀补偿方法。具体地，为了消除iccd探测器的缺陷造成的激光距离选通三维成像不均匀问题，该方法通过不同距离下的三维深度图像和探测视场与图像像素间的几何对应关系，获得探测器像素距离误差矩阵，利用距离误差矩阵对原始距离矩阵进行补偿，并将补偿后得到的距离矩阵转换为三维深度图像，实现了对原始三维深度图像的修正。但是，当前期所采集到的图像（尤其是在雨雾场景下拍摄到的照片）清晰度不佳时，事后修正的方法所能达到的补偿作用也相对有限。
7、综上所述，现有的选通成像系统均存在抗干扰能力低等缺陷，在雨雾场景下难以清晰成像。
8、因此，当前亟需一种能够在雨、雾等恶劣天气环境下，准确地拍摄到有效、清晰图像的选通成像方法。
技术实现思路
1、本发明的目的在于提供一种基于主动激光照明的距离选通成像方法及系统，部分地解决或缓解现有技术中的上述不足，能够通过对时序计算模型的动态修正有效提升深度图像的倾斜度和准确性。
2、为了解决上述所提到的技术问题，本发明具体采用以下技术方案：
3、本发明的第一方面，在于提供一种基于主动激光照明的距离选通成像方法，包括：
4、s101提供距离选通成像装置，其中所述距离选通成像装置包括：
5、激光器，以及分别与所述激光器通信连接的发射模块和接收模块，所述接收模块包括：触发电路、脉冲发射器、像增强器、相机，以及与所述像增强器相连接的接收光学模块；
6、s102通过所述激光器生成用于激发所述发射模块的激光信号，所述激光信号的脉宽的激发时间为t1、t2、t3……tn，其中，n为自然数；
7、s103根据所述激光信号和基于多因素融合的时序计算模型计算用于控制所述相机的控制信号，所述控制信号包括：用于控制所述相机的曝光时间的时序序列，所述时序序列为tn+td、tn+1+td、tn+2+td……tn+x+td；其中，n、x均为自然数，tn……tn+x为从所述激光信号中选取到的多个时间点，所述时序计算模型为：
8、tw0+tld+tl+td≥tm0；
9、tw0+tld++td≤tm0+tm；
10、td＝（2r/c）+th；
11、其中，tw0为所述激光信号的脉宽的相对起始时间，tld为激光出光延时，tl为激光脉宽，td为相机的延时，tm0为增强器脉宽的相对起始时间，tm为增强器脉宽，r为实际距离，c为光速，th为传输固件延迟；
12、s104采用所述控制信号控制所述相机获取到图像序列，所述图像序列包括：至少一张具有深度信息的深度图像，所述深度信息包括：目标对象与所述相机之间的间距信息。
13、在一些实施例中，相应地，增强器的脉宽由所接收到的选通脉冲信号和预置的积分时间生成，对应地，还包括：
14、s105获取所述图像序列中的至少一张第一深度图像；
15、s106根据所述深度信息获取所述第一深度图像的至少一条边缘，其中，当相邻像素点的深度差值大于预设的目标差值时，则将所述像素点识别为边缘点，并将相邻多个所述边缘点识别为所述边缘；
16、s107根据至少一条所述边缘将所述第一深度图像分为第一过滤区和第二过滤区，其中，所述第一过滤区用于覆盖所述边缘；
17、s108分别采用第一过滤强度和第二过滤强度对所述第一过滤区和第二过滤区进行处理，并对应地获取到第二深度图像；其中，所述第一过滤强度小于所述第二过滤强度；
18、s109计算所述第一深度图像和所述第二深度图像之间的像素差值；
19、s110判断所述像素差值是否属于预设的第一差值阈值范围，若是，则执行s111；
20、s111扩大所述积分时间，并根据新的像增强器的脉宽再次执行s103。
21、在一些实施例中，还包括：
22、s113判断所述像素差值是否属于预设的第二差值阈值范围，若是，则执行s114；
23、s114向用户发送对应的第一提示信号，所述第一提示信号包括以下一种或多种信息：至少一张所述第一深度图像，至少一张所述第二深度图像，至少一张所述第一深度图像所对应的像素差值。
24、在一些实施例中，在s111之前，还包括步骤：
25、获取所述像素差值属于所述第一差值阈值范围的所述第一深度图像的第一图像数量；
26、判断所述第一图像数量是否大于预设的第一数量；若是，则执行s111。
27、在一些实施例中，还包括：
28、s115获取所述图像序列中的至少一张第三深度图像；
29、s116判断所述第三深度图像中是否存在像素值属于预设的第一亮度范围的第一暗淡区域；若是，则执行s117；
30、s117减小所述积分时间，并根据新的像增强器脉宽再次执行s103。
31、在一些实施例中，在s117之前，还包括：
32、获取存在暗淡区域的所述第三深度图像的第二图像数量；
33、判断所述第二图像数量是否大于预设的第二数量；若是，则执行s115。
34、在一些实施例中，还包括：
35、判断所述第三深度图像中是否存在像素值属于预设的第二亮度范围的第二暗淡区域；若是，则执行s119；
36、s119向用户发送对应的第二提示信号，所述第二提示信号包括：至少一张所述第三深度图像。
37、本发明还提供了一种基于主动激光照明的距离选通成像系统，包括：提供距离选通成像装置，其中所述距离选通成像装置包括：
38、激光器，以及分别与所述激光器通信连接的发射模块和接收模块，所述接收模块包括：触发电路、脉冲发射器、像增强器、相机，以及与所述像增强器相连接的接收光学模块；
39、第一激发模块，被配置为用于通过所述激光器生成用于激发所述发射模块的激光信号，所述激光信号的脉宽的激发时间为t1、t2、t3……tn，其中，n为自然数；
40、第二激发模块，被配置为用于根据所述激光信号和基于多因素融合时序计算模型计算用于控制所述相机的控制信号，所述控制信号包括：用于控制所述相机的曝光时间的时序序列，所述时序序列为tn+td、tn+1+td、tn+2+td……tn+x+td；其中，n、x均为自然数，tn……tn+x为从所述激光信号中选取到的多个时间点，所述时序计算模型为：
41、tw0+tld+tl+td≥tm0；
42、tw0+tld++td≤tm0+tm；
43、td＝（2r/c）+th；
44、其中，tw0为所述激光信号的脉宽的相对起始时间，tld为激光出光延时，tl为激光脉宽，td为相机的延时，tm0为增强器脉宽的相对起始时间，tm为增强器脉宽，r为实际距离，c为光速，th为传输固件延迟；
45、图像采集模块，被配置为用于采用所述控制信号控制所述相机获取到图像序列，所述图像序列包括：至少一张具有深度信息的深度图像，所述深度信息包括：目标对象与所述相机之间的间距信息。
46、在一些实施例中，所述增强器的脉宽由所接收到的选通脉冲信号和预置的积分时间生成，对应地，还包括：
47、第一图像获取模块，被配置为用于获取所述图像序列中的至少一张第一深度图像；边缘获取模块，被配置为用于根据所述深度信息获取所述第一深度图像的至少一条边缘，其中，当相邻像素点的深度差值大于预设的目标差值时，则将所述像素点识别为边缘点，并将相邻多个所述边缘点识别为所述边缘；过滤分区模块，被配置为用于根据至少一条所述边缘将所述第一深度图像分为第一过滤区和第二过滤区，其中，所述第一过滤区用于覆盖所述边缘；过滤模块，被配置为用于分别采用第一过滤强度和第二过滤强度对所述第一过滤区和第二过滤区进行处理，并对应地获取到第二深度图像；其中，所述第一过滤强度小于所述第二过滤强度；像素差值计算模块，被配置为用于计算所述第一深度图像和所述第二深度图像之间的像素差值；第一判断模块，被配置为用于判断所述像素差值是否属于预设的第一差值阈值范围，若是，则进入第一积分调节模块；第一积分调节模块，被配置为用于扩大所述积分时间，并将新的所述像增强器的脉宽输入至所述第二激发模块。
48、在一些实施例中，还包括：第二图像获取模块，被配置为用于获取所述图像序列中的至少一张第三深度图像；第二判断模块，被配置为用于判断所述第三深度图像中是否存在像素值属于预设的第一亮度范围的第一暗淡区域；若是，则进入第二调节模块；第二调节模块，被配置为用于减小所述积分时间，并将新的所述像增强器脉宽输入所述第二激发模块。
49、有益技术效果：
50、为了提升选通成像系统的成像精度，本发明提出了一种基于多因素融合的时序计算模型和深度信息相协同的新型选通方法。其中，时序计算模型通过综合选取了用户动态输入（例如由用户输入的积分数据所生成的增强器脉宽）、元件固有属性（例如，传输固件延迟等）、场景特点（例如，受到实际距离影响的激光脉宽）等三组因素对延时时间进行综合计算，既有效地提升了时序计算模型的准确性，同时通过与深度信息相协同，还能够利用深度信息对用户动态输入数据进行结合场景特点的实时调节。也即是说，这种基于时序计算模型和深度信息调节相协同的选通方案能够适应于实际成像场景（尤其是针对雨、雾、霾等复杂天气）进行动态调节，以提升成像清晰度和准确性。
51、进一步地，本发明还提供了一种基于深度信息进行多级评估的半自动化调节方法。例如，利用深度信息对图像进行差异化过滤处理以评估是否需要扩大积分时间；又例如，利用深度信息对图像进行细节评估，以判断是否缩减积分时间。进而通过深度信息进行快速地多级评估，能够在一定程度上减轻用户实时的调节压力，并且这种基于多级评估方式实现的半自动化调节方法也具有较高的准确性。
1.一种基于主动激光照明的距离选通成像方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的基于主动激光照明的距离选通成像方法，其特征在于，相应地，所述增强器的脉宽由所接收到的选通脉冲信号和预置的积分时间生成，对应地，还包括：
3.根据权利要求2所述的基于主动激光照明的距离选通成像方法，其特征在于，还包括：
4.根据权利要求2所述的基于主动激光照明的距离选通成像方法，其特征在于，在s111之前，还包括步骤：
5.根据权利要求2所述的基于主动激光照明的距离选通成像方法，其特征在于，还包括：
6.根据权利要求5所述的基于主动激光照明的距离选通成像方法，其特征在于，在s117之前，还包括：
7.根据权利要求5所述的基于主动激光照明的距离选通成像方法，其特征在于，还包括：
8.一种基于主动激光照明的距离选通成像系统，其特征在于，包括：距离选通成像装置，其中所述距离选通成像装置包括：
9.根据权利要求8所述的一种基于主动激光照明的距离选通成像系统，其特征在于，所述增强器的脉宽由所接收到的选通脉冲信号和预置的积分时间生成，对应地，还包括：
10.根据权利要求9所述的一种基于主动激光照明的距离选通成像系统，其特征在于，还包括：
