水下光學探測發(fā)展綜述(編輯修改稿)
2025-07-14 19:11 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 被測物體的信息的方法。該方法也可以提取粗略的3D場景信息。這種方法的原理是：相機配備有一個偏振分析儀器，當分析儀器和光源偏振鏡處于不同偏振狀態(tài)時，立刻提取兩幀場景圖。根據(jù)獲取的圖像運用相應(yīng)的重構(gòu)算法來恢復(fù)圖像。如圖：重構(gòu)效果:4水下激光三維成像技術(shù) （1） 條紋管成像激光雷達可提供很好的三維信息，其原理是通過測量短脈沖激光在發(fā)射機與目標之間的往返時間，來還原出目標的距離像。目標的距離信息首先轉(zhuǎn)換成為回波信號的時間信息，即回波的時間先后，然后又通過條紋管轉(zhuǎn)換成為條紋像的空間信息。 該技術(shù)使用脈沖激光發(fā)射器和時間分辨條紋管接收器。如圖3，反射的回波信號（激光束）由接收光學系統(tǒng)靜電聚焦到條紋管的狹縫光電陰極上，進入兩平行板之間，平行板電極上加有隨時間線性變化的斜坡電壓，由于不同時刻進入偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)的電子受到不同偏轉(zhuǎn)電壓的作用，電子束到達熒光屏時，將沿垂直于狹縫的方向展開。條紋管在此方向上分成了多個時間分辨的通道，不同時間到來的回波信號在條紋管的屏幕上顯示的條紋位置不同，利用屏幕上條紋的相對位置就可以分辨出目標的距離信息。另外還可以根據(jù)目標表面的反射率的不同得到目標的強度信息。這樣在條紋管的熒光屏上就可以得到目標的距離 強度 方位角的圖像信息，并由耦合在條紋管熒光屏上的CCD圖像讀出系統(tǒng)讀出。目標輸出圖像中每行代表不同時間的條紋圖像,每列代表一個可時間分辨的通道。 在STIL 結(jié)構(gòu)中, 每個激光脈沖在整個扇形光束產(chǎn)生一個圖像，可以提供更大的掃描寬度。因此，使用當前激光器和CCD 技術(shù)所能達到的相對適中的脈沖重復(fù)頻率就能得到較高的搜索速度。STIL 具有距離精度高(小于5cm)、方位視場角大(大于30176。)、空間分辨力高(高于512 像素)等優(yōu)點。 近年水下激光三維成像技術(shù)被廣泛運用于水下探測領(lǐng)域。2002年Karl D. Moore 和 Jules S. Jaffe發(fā)表關(guān)于使用三維激光線性掃描系統(tǒng)測量海底高分辨率地形的論文。研究人員通過在墨西哥灣的實驗獲取了高分辨率水深資料：；同樣該系統(tǒng)也可以用來測量反射率和產(chǎn)生三維底部探測區(qū)域圖。實驗原理如圖：2006年日本靜岡大學的Atsushi Yamashita, Shinsuke Ikeda 等發(fā)表了運用激光測距儀對未知水生環(huán)境進行三維測量的論文。文中針對淺水測量中由于水汽交界面引起折射造成的圖像失真進行了分析和復(fù)原。如圖：2010年Roger Stettner研發(fā)的3D閃存激光雷達。該技術(shù)僅用一個激光脈沖便可獲取整個畫面的三維信息。其特點是有極高的數(shù)據(jù)傳輸速率，通過增加相關(guān)的三維焦平面陣列（FPA）能夠大大提高數(shù)據(jù)的傳輸速率其原理如下圖： 使用結(jié)構(gòu)光技術(shù)結(jié)構(gòu)光技術(shù)(Structured Light)是一種主動式三角測量技術(shù)，其基本原理是：由激光投射器投射可控制的光點、光條或光面到物體表面形成特征點，并由CCD攝像機拍攝圖像，得到特征點的投射角，然后根據(jù)標定出的空間方向、位置參數(shù)，利用三角法測量原理計算特征點與CCD 攝像機鏡頭主點之間的距離。：該系統(tǒng)使用投影機創(chuàng)造機構(gòu)光模型。該系統(tǒng)所獲得的圖像對比度明顯優(yōu)于寬視角照明系統(tǒng)。進一步處理可獲得被測物體深度圖。
規(guī)章制度相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號-1