双激光水下目标二维探测研究

发布时间：2020-10-09 15:19

　　 随着海洋开发进入立体开发阶段，在深入开发利用传统海洋资源的同时，不断向深远海探索开发战略新资源和能源，大力拓展海洋经济发展空间。海洋探测技术在海洋开发中的地位越来越重要，当前结合激光的水下成像技术在海洋探测中应用的越来越广泛，其中对水下目标探测是深海探测与作业中的关键技术之一。 由于海洋环境的特殊性，水下目标探测技术的发展面临着水下后向散射和水对光能量的衰减等关键的技术难题，针对上述问题本文提出了双激光水下目标二维探测技术,主要原理是以数字图像处理理论为基础，结合摄像机的成像原理与激光三角测距法，通过平行的双激光对水下目标的二维信息进行探测。本系统利用激光的能量高、亮度强、单向性好等特性，作为探测系统的光源，然后综合运用了数字图像处理中的图像增强、图像分割与边缘检测、形态学处理、区域标记、重心提取等技术，实现了对水下激光光斑图像的像素距离的特征提取，最后MATLAB软件拟合出被测目标二维信息与水下目标图像的激光光斑点像素距离之间的函数关系。本文中的实验部分主要包括空气中的原理验证实验和实际的水下实验，通过以上两个实验实现了对系统原理的可行性和精确度的验证。 本系统不仅原理结构相对简单，且避免了复杂的摄像系统标定,在海洋资源的开发利用、水下侦察和救援工作等领域都有比较广阔的应用前景。
【学位单位】：中国海洋大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2013
【中图分类】：P714;TP391.41
【部分图文】：

长中短波、微波、可见光、紫外和X射线在海水中的衰减曲线

2图 1-2 水中光波传输衰减曲线绿激光在海洋探测领域的作用越来越得到世界各国的术开辟了一条新的途径。２０世纪８０年代以来，美拿大、瑞典等国家在利用激光进行水文和海洋勘测、展了大量研究，在提高水下目标成像对比度和探测深理论和方法，有的已经成功获得运用。下目标探测技术的三个主要研究方向：距离选通技术成像技术，对当前国内外水下目标探测技术的发展现状

2 水下目标探测的主要方法近年来，激光水下目标探测的研究方向主要集中在以下方向：距离选通、激光线扫描、条纹管成像、载波调制、布里渊散射、偏振差分成像技术。2.1 距离选通技术距离选通技术利用的是发射器和接收器之间的分时打开，来实现对不同距离的目标信息的散射光信号和反射信号的接收，发射端激光器发出激光光信号，激光信号从发射端到目标端，然后反射到接收器端的选通摄像机的过程中，摄像机镜头一直保持在关闭状态，当激光信号到达接收端的选通摄像机时，摄像机同时打开然后将激光信号成像到摄像机中，这时摄像机可以接收到来自光源的所有目标反射光线[5] [6]，距离选通技术的成像光路原理如图 2-1 所示：

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本文编号：2833858