基于双激光的水下目标深度测量

李莉

中国海洋大学

摘要：

随着经济的发展,人们越来越关注海洋资源的开发和利用。近几年激光、水下成像技术在海洋探测中应用的越来越广泛,其中对探测目标深度信息的测量是深海探测与作业中的关键通用技术之一。　　针对传统接触式测距方法的局限性,以及激光具有的高亮度、单向性好、能量高等特性,提出了一种非接触性快速测量的方法:基于双激光的水下目标深度测量。用双平行激光束对目标进行扫描,数码相机直接获得激光与目标表面相交出的激光斑点图像,对图像进行相关的处理,对于激光斑点图像处理的关键是快速准确的提取激光斑点中心。对于水下各种浮游颗粒对激光的后向散射而形成的散斑噪声,本文提出了相应的图像处理方法,经过灰度化、几何校正、滤波之后,选择自适应阈值分割,将图像二值化,之后再经过形态学处理,提取出有效的激光光斑区域,最后利用区域标记法求得光斑距离。最后根据光学成像的三角几何关系建立激光斑点图像中两个激光点之间像素点的个数与被测距离的定量关系,从而完成目标的非接触测量,精度达到了毫米级,并通过模拟纯水环境(空气环境)试验和水池试验对深度信息的精准性进行了试验验证。　　通过实验验证了该方法的可行性,不仅避免了复杂的摄像系统标定,而且计算简单且易于实现,有较高的实用价值,文章最后论述了基于双激光光斑图像测距方法需改进的方面和对未来应用的展望。

关键词：激光光斑;光学三角法;数字图像处理;区域标记;水下目标;深度测量

授予单位：中国海洋大学

授予学位：硕士

学科专业：信号与信息处理

导师姓名：郑冰

学位年度：2012

语种：中文

分类号：TP391.41;TN249

页数：69

在线出版日期：2012-12-27（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）