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龙图腾网获悉华中光电技术研究所(中国船舶集团有限公司第七一七研究所)申请的专利一种基于面阵探测的单光子三维成像系统及方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN115856934B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-04-28发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202211585999.1，技术领域涉及：G01S17/90；该发明授权一种基于面阵探测的单光子三维成像系统及方法是由陈铭;汤文豪;曾理;祝涛;曾宪江设计研发完成，并于2022-12-09向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种基于面阵探测的单光子三维成像系统及方法在说明书摘要公布了：本发明公开了一种基于面阵探测的单光子三维成像系统，包括多波束激光点阵模块，共孔径扫描收发模块，同步控制模块，图像处理模块和收发耦合配准模块，并提供系统配准方法解决采用多波束发射和阵列探测器的单光子三维成像系统收发匹配上的巨大困难；利用同步控制模块控制多波束激光点阵模块、共孔径扫描收发模块实现基于多波束二维激光点阵扫描目标高灵敏探测和快速成像，同时采用基于亚像素扫描和计算成像的图像处理算法可以有效提高在有限发散角下远距离成像的横向分辨力。本发明的系统和方法实现了远距离单光子三维成像中多波束照明与阵列探测的精确匹配，极大提升了能量效率和测量速度，获取更远的探测距离和更高的成像质量。

本发明授权一种基于面阵探测的单光子三维成像系统及方法在权利要求书中公布了：1.一种基于面阵探测的单光子三维成像系统，其特征在于，包括： 多波束激光点阵模块，包括依次连接的激光器、扩束单元、达曼光栅和聚焦镜组； 共孔径扫描收发模块，包括阵列探测器和依次设置的视场光阑、中空反射镜、发射镜组、光楔扫描单元，阵列探测器设置在所述发射镜组的焦面上； 同步控制模块； 图像处理模块； 收发耦合配准模块，包括红外照明光源、离轴抛物镜、衰减器和焦平面探测器，衰减器设置在焦平面探测器的前部，焦平面探测器的光敏面和离轴抛物镜的焦面重合； 该单光子三维成像系统的配准过程包括以下步骤： S1、扩束激光发散角调节，将多波束激光点阵模块和收发耦合配准模块共光轴设置，去掉多波束激光点阵模块的达曼光栅和聚焦镜组；激光器产生的激光经过扩束单元后入射到离轴抛物镜上，并汇聚到离轴抛物镜焦面处的焦平面探测器上，调节扩束单元各光学器件的间隔，使焦平面探测器上的光斑小于指定值，获得测量所需的光束发散角； S2、中间像面二维激光点阵调节； S3、聚焦镜组和发射镜组共焦调节，基于S1的光路，在扩束单元与收发耦合配准模块之间共光路安装聚焦镜组和共孔径扫描收发模块；测量共孔径扫描收发模块的发射镜组焦距和传递函数，调整发射镜组各镜片间隔，以满足设计要求的焦距和成像质量；激光器发出的激光通过扩束镜组、聚焦镜组和发射镜组后的单束光照射到离轴抛物镜，汇聚到离轴抛物镜焦面处的焦平面探测器光敏面上，调整聚焦镜组和发射镜组的间隔，使得聚焦光斑达到最小； S4、离轴抛物镜焦面上二维激光点阵分布调节至水平，记录此时二维激光点阵分布图像； S5、二维激光点阵与阵列探测器配准，基于S4调节后的光路，将阵列探测器设置于发射镜组的焦面上，同时关闭激光器，采用红外照明光源照射阵列探测器；调节阵列探测器的位置，使焦平面探测器对阵列探测器进行清晰成像，并和步骤S4记录的二维激光点阵分布图像比较，得二维激光点阵和阵列探测器基本重合，完成二维激光点阵和阵列探测器像元一一对应配准； S6、目标三维成像，基于S5已配准的光路系统，去掉收发耦合配准模块，安装同步控制模块和图像处理模块，组成基于面阵探测的单光子三维成像系统；基于面阵探测的单光子三维成像系统，同步控制模块控制激光器发出高重复度的脉冲激光，同时发出测量同步信号，实现多波束二维激光点阵的发射和目标面扫描测量；图像处理模块对光子飞行时间数据进行变换处理，通过基于亚像素扫描和计算成像的重建算法，从远距离极微弱光子计数数据中恢复出目标的三维图像。

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