海空透水图像畸变矫正技术

发布时间：2024-02-14 06:11

　　随着水下技术的发展,人们对水下视觉系统提出了更多的要求。潜艇利用潜望镜获取海面海况信息,但是传统的潜艇潜望镜存在两个缺点,第一,在观察水上目标时,必须上浮到海面下方附近的位置,旋转并伸出潜望镜去观察水面上或空中的场景,潜望镜由于露出水面,会产生雷达反射面,很容易暴露潜艇的自身位置。第二,当潜艇在上浮或靠岸的过程中,在没伸出潜望镜之前,通常无法感知到其正上方是否存在船只、障碍物等物体,就会造成潜艇及其潜望镜与其上方物体发生碰撞,引发事故。所以新型的水下对空成像系统,即虚拟潜望镜的研制对水下视觉系统的发展具有十分重大的意义。相对于传统的潜艇潜望镜,虚拟潜望镜所具有的隐蔽性和安全性弥补了传统潜望镜的缺陷。但是由于海面上波浪的存在,摄像机在水下向水面上拍摄时,采集到的图像是不清晰且畸变的,本文针对水下视觉成像中的海水衰减特性现象,首先研究水的光学特性,建立了光线在水中传播的理论模型,分析水的光学特性对水下成像质量影响的规律,并构建针对水下数字光学图像的分辨率增强模型,提升水下透水对空图像质量。然后采取相应手段重构海面上的整个半球面图像,在实现水下对空成像畸变图像矫正之前,进行了波面估计。波面估...

【文章页数】：79 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1.1潜艇上浮时由于观测不当引起碰撞事故在民用领域，精确的进行局部海洋环境测量对水文预报、航行安全十分重要，一直

第1章绪论1.1课题研究的背景和意义水下对空成像技术在水下潜水艇上浮通道安全监视、潜艇对海面和空域的预警、海洋环境监测及水文波浪预报等领域具有广泛的应用[1]。在诸多水下作业情况下，往往需要及时了解海面上的环境以及被观测目标的信息等，在一般情况下，当潜艇在上浮或靠岸的过程....

图1.2海军通过潜望镜观察水上情况以及潜望镜暴露在海面上虚拟潜望镜的实现对潜艇有很大的使用价值

将能够提升潜艇对空威胁目标如反潜直升机等的预警探测能力，实现在水下对空目标的探测能力，为潜艇水下对空预警探测提供一种新的探测手段[10]，故对水下透水对空成像技术的研究具有重要的应用价值，将有望实现一种新型的基于水下视觉的对空目标和海面目标的被动成像探测技术[11]，从而在军民领....

图1.3美国芝加哥号潜艇围壳上的虚拟潜望镜21世纪初期，AretéAssociates公司与美国军方以及某司令部签属了相关合约，正式

同时应用该技术开创性地研制了首套可以成功实际应用于潜艇潜望镜系统中的虚拟潜望镜，如图1.3所示。2001年4月，该公司在加利福尼亚州的SanClemente岛首次进行了水-气成像光学系统的相关实验，在水下10～40英尺深度进行了实验，试验结果接近“能够检测到1....

图1.4AretéAssociate公司研制的基于水下对空成像技术的虚拟潜望镜除此之外，2006年6月下旬，主题为“水下防御技术（欧洲）”的会议在德国汉堡

ate公司研制的基于水下对空成像下旬，主题为“水下防御技术（司在其发表的文章中写到，该公置在OMS-100光电桅杆的上方的消息，美国海军已经将水下对巨额资金进行相关装置设备的开艇水下虚拟潜望镜系统，该系统制造的进度来看，美国不断探索计算机应用技术综合起来的创新一步开发潜艇的....

本文编号：3897864