激光面掃描水下三維成像探測技術研究.pdf

1、對于潛艇、水下機器人來說，進行水下觀測是至關重要的。藍綠激光在海洋中具有最小衰減特性，選擇位于此波長范圍內(nèi)的激光器作為水下探測系統(tǒng)的光源，成像具有潛在的高分辨率。因此可用激光在近距離進行細節(jié)成像和目標識別判決。　　現(xiàn)有的水下激光探測法主要有距離選通法和同步掃描法。但兩種方法都存在不足之處，難以完全滿足水下機器人操作要求。本論文提出了基于三角法的激光平面掃描。激光三角法不僅設備簡單，操作便捷，近距離測量精度高、分辨率高，而且具有實時檢測

2、的特點。通過控制水下機器人的運動軌跡，用平面激光對目標進行掃描，CCD攝像機直接獲得激光平面與目標表面相交出的激光亮條紋圖像，本文建立了系統(tǒng)動態(tài)測量模型并詳細分析了折射對測量的影響，通過數(shù)字圖像處理并與獲取的水下機器人的定位信息、航行姿態(tài)信息數(shù)據(jù)等綜合，并建立各坐標系間轉(zhuǎn)換關系，可確定亮條紋上各點三維坐標值，從而得到目標深度圖，它提供了一般灰度圖像所不能提供的三維信息，對水下目標數(shù)字化有特殊意義，可用于水雷探測、海洋勘探及繪制海底局部數(shù)

3、字地形圖?！　”菊撐奶接懥藬z像機基本標定算法，并在此基礎上使用四步標定法完成對攝像機內(nèi)外參數(shù)的標定，此外，重點論述了三種結(jié)構(gòu)參數(shù)標定方法，即直接標定法、機械移動法、消隱點標定法。對激光亮條紋圖像進行處理的關鍵在于快速準確地提取激光亮條紋中心，本文通過實驗對比了多種條紋檢測法，發(fā)現(xiàn)在亮條紋特征區(qū)域開小窗與方向模板相結(jié)合時數(shù)據(jù)處理量小，檢測速度快，而且能有效地去除噪聲干擾?？紤]到條紋連續(xù)性特征，通過前后間斷點的走向修補條紋間斷線，能較好的