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龙图腾网获悉中国科学院合肥物质科学研究院申请的专利一种单光子无人机机载高精度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：CN121049922B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-02-10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：202511544015.9，技术领域涉及：G01S17/894；该发明授权一种单光子无人机机载高精度成像系统及方法是由孙友文;赵浩冰;何鑫;徐彦睿;孙振达;施铭旭;胡晓敏;柳必恒;刘诚设计研发完成，并于2025-10-28向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种单光子无人机机载高精度成像系统及方法在说明书摘要公布了：本发明提供一种单光子无人机机载高精度成像系统及方法，涉及机载成像系统领域，包括：实时姿态感知的抖动采集单元、高速收发控制的信号采集与发射单元、空间扫描的二维扫描单元、实时数据处理的运动补偿单元，以及统筹全局时序控制的主控单元。信号采集单元采用收发一体式同轴光学结构，引入动态漏光抑制机制。抖动采集单元集成高频惯性测量单元IMU，并通过补偿算法将其采样频率高于激光脉冲频率，以高时间分辨率实时采集机体在动态环境下的三轴姿态与航偏角数据。运动补偿单元将IMU坐标系、激光雷达坐标系与地球固定坐标系进行配准，解算出每一次激光脉冲收发时刻的瞬时姿态并对光子事件的位置信息进行校准，解决点云运动畸变。

本发明授权一种单光子无人机机载高精度成像系统及方法在权利要求书中公布了：1.一种单光子无人机机载高精度成像系统，其特征在于，包括：主控单元、抖动采集单元、信号采集与发射单元、二维扫描单元及运动补偿单元； 其中，所述主控单元分别与抖动采集单元、信号采集与发射单元、二维扫描单元及运动补偿单元电连接，用于提供皮秒级全局时序同步信号； 所述抖动采集单元与运动补偿单元通信连接，包括惯性导航单元IMU，并将惯性导航单元IMU数据实时传输至运动补偿单元； 所述信号采集与发射单元与二维扫描单元光路连接，用于将激光脉冲经二维扫描单元出射至目标区域； 所述信号采集与发射单元与运动补偿单元数据连接，用于将光子事件时间戳传输至运动补偿单元； 所述运动补偿单元用于将惯性导航单元IMU数据与光子事件时间戳对齐，解算每个光子事件发生时刻的瞬时姿态，并对光子事件的空间位置进行逐点校正，以消除点云运动畸变； 所述信号采集与发射单元包括脉冲激光器、单光子探测器SPAD、声光调制器AOM1、声光调制器AOM2及时间数字转换器TDC；所述声光调制器AOM1设置于发射光路，声光调制器AOM2设置于接收光路；所述时间数字转换器TDC分别与单光子探测器SPAD和主控单元电连接，用于记录激光发射与回波光子接收的时间戳；主控单元对声光调制器AOM1设置于发射光路，声光调制器AOM2的开闭时序精确控制在纳秒级，使接收窗口宽度仅覆盖期望信号到达时刻附近极窄的时间段；根据无人机与目标的大致距离实时调整接收窗口的延迟和宽度，保证真正的信号光子落在探测器开启期间而大部分噪声光子因不同步而被拒绝，使发射窗口与接收窗口在时间上严格分离，以抑制内漏光与近场散射光； 抖动采集单元包括惯性导航单元IMU，并通过补偿算法将其采样频率高于激光脉冲频率，以高时间分辨率实时采集无人机的俯仰角、横滚角与航偏角数据，补偿算法具体为：首先，将IMU数据的时间戳映射到FPGA的时间基准，确保IMU时间与FPGA时间对齐；然后，在每个时间窗口内，利用IMU的角速度和加速度进行积分，计算出姿态、速度和位置的增量；在每次光子事件或FPGA时间戳到达时，利用已计算的增量值进行状态更新，将IMU的频率提升至纳秒级。

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