觀測(cè)型ROV視覺(jué)系統(tǒng)設(shè)計(jì).pdf

1、水下視覺(jué)技術(shù)在軍事、水下勘探和海洋工程等領(lǐng)域都有著廣泛和深遠(yuǎn)的應(yīng)用價(jià)值?？朔Ｋ杏捎诤笙蛏⑸湫?yīng)導(dǎo)致的成像噪聲是海洋中光學(xué)探測(cè)要解決的重要問(wèn)題。
　　本課題來(lái)源于國(guó)家“863”課題項(xiàng)目“水下集束光、激光差頻掃描三維視覺(jué)研究”,在總結(jié)和分析國(guó)內(nèi)外觀測(cè)型ROV發(fā)展現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上,對(duì)世界上目前搭載于觀測(cè)型ROV上的水下成像技術(shù)進(jìn)行了深入研究分析。在對(duì)水下非均勻光場(chǎng)理論進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上,根據(jù)項(xiàng)目實(shí)際情況提出了一種使用集束光源構(gòu)建水下非均勻

2、光場(chǎng)的方法。使用目前國(guó)際上先進(jìn)的同步攝像機(jī)搭配非均勻光場(chǎng),既可以進(jìn)行單目水下圖像采集,又可以針對(duì)重點(diǎn)目標(biāo)進(jìn)行雙目立體探測(cè)。即本論文設(shè)計(jì)了基于非均勻光場(chǎng)的水下照明系統(tǒng)和基于多CCD的水下圖像采集系統(tǒng)。將非均勻光場(chǎng)應(yīng)用于多CCD水下圖像采集系統(tǒng)中。同時(shí)使用多個(gè)普通水下攝像機(jī)搭載在水下載體上搭建了水下普通觀測(cè)系統(tǒng)和其配套的數(shù)據(jù)傳輸方案。結(jié)合水下非均勻光場(chǎng),同步攝像機(jī)可以克服后向散射背景噪聲,在增加了可探測(cè)距離和清晰度的同時(shí),使用同步攝像機(jī)圖像

3、數(shù)據(jù)可以進(jìn)行水下目標(biāo)的三維重建。
　　論文首先對(duì)觀測(cè)型ROV的國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀進(jìn)行了闡述和分析,對(duì)目前水下成像技術(shù)的發(fā)展水平進(jìn)行了了解。在研究現(xiàn)有成熟技術(shù)以及新技術(shù)的基礎(chǔ)上,依托水下非均勻光場(chǎng)理論,提出了一套搭載于觀測(cè)型ROV上的多CCD圖像采集系統(tǒng)。
　　水下非均勻光場(chǎng)照明系統(tǒng)中包括兩組集束光源,每組光源包含2個(gè)集束光源筒燈。本論文設(shè)計(jì)的水下圖像采集系統(tǒng)包括兩部分:同步攝像機(jī)成像和普通攝像機(jī)成像。一對(duì)同步攝像機(jī)采用兩組非均勻

4、光場(chǎng)照明陣列進(jìn)行照明成像,4臺(tái)普通攝像機(jī)使用普通水下燈進(jìn)行照明成像。在傳輸方式上,同步攝像機(jī)采用配套的供電和數(shù)據(jù)傳輸控制箱,普通攝像機(jī)的傳輸方案在對(duì)比了網(wǎng)絡(luò)傳輸方案和雙絞線傳輸方案后,選擇了雙絞線傳輸方案。論文最后進(jìn)行了相關(guān)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了成像系統(tǒng)的可行性,并分析了遠(yuǎn)距離雙絞線傳輸對(duì)視頻質(zhì)量的影響和多CCD水下圖像采集增加可探測(cè)范圍的效果。
　　論文在研究目前水下成像技術(shù)的基礎(chǔ)上,將立體攝影技術(shù)運(yùn)用到水下探測(cè)領(lǐng)域,并將同步攝影機(jī)和普通水