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前向散射对激光水下成像的影响

强激光与粒子束 2012年第1期24卷 61-64页

作者：钟森城李泽仁王荣波中国工程物理研究院流体物理研究所四川绵阳621900

为研究前向散射对水下成像的影响,利用辐射传输理论建立了激光水下成像前向散射理论模型,提出了水下成像前向散射影响系数,用以表征前向散射对水下成像质量的影响程度,并给出了前向散射功率及前向散射影响系数的解析表达式。利用Matlab... 详细信息

为研究前向散射对水下成像的影响,利用辐射传输理论建立了激光水下成像前向散射理论模型,提出了水下成像前向散射影响系数,用以表征前向散射对水下成像质量的影响程度,并给出了前向散射功率及前向散射影响系数的解析表达式。利用Matlab进行了数值模拟分析,得出了水下成像前向散射光功率和影响系数随探测水深及水衰减系数的变化规律,说明了非对称因子的取值对成像质量具有较大的影响。

关键词：激光水下成像前向散射非对称因子 Henyey-Greenstein体积散射函数

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后向散射对激光水下成像的影响研究

激光与红外 2012年第7期42卷 735-738页

作者：钟森城李泽仁王荣波中国工程物理研究院流体物理研究所四川绵阳621900

为研究后向散射对水下成像的影响,采用辐射传输理论建立了激光水下成像后向散射理论模型,提出了表征后向散射对目标识别影响程度的水下成像后向散射影响系数,给出了距离选通成像后向散射功率及后向散射影响系数的解析表达式。利用Matla... 详细信息

为研究后向散射对水下成像的影响,采用辐射传输理论建立了激光水下成像后向散射理论模型,提出了表征后向散射对目标识别影响程度的水下成像后向散射影响系数,给出了距离选通成像后向散射功率及后向散射影响系数的解析表达式。利用Matlab进行了数值模拟分析,得出了水下成像后向散射随探测水深及水衰减系数的变化规律,证明了考虑后向散射对成像质量的影响时,水衰减系数远大于探测水深的影响,说明了非对称因子的取值对成像质量具有较大的影响。

关键词：激光水下成像后向散射距离选通 HG体积散射函数 Matlab

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波动水表面对激光水下成像的影响

波动水表面对激光水下成像的影响

基于单目视觉激光成像的水下圆目标三维位姿检测

第十届全国光电技术学术交流会

作者：钟森城李泽仁王荣波中国工程物理研究院流体物理研究所

利用海浪模型和辐射传输理论建立了较完整的理论模型及波浪成像畸变评估模型,以表征波动水表面对激光水下成像的影响。利用软件进行了数值模拟分析,得出了水下照明光斑大小、水面透过率、探测器接收功率等随波浪倾角的变化规律,说明了... 详细信息

利用海浪模型和辐射传输理论建立了较完整的理论模型及波浪成像畸变评估模型,以表征波动水表面对激光水下成像的影响。利用软件进行了数值模拟分析,得出了水下照明光斑大小、水面透过率、探测器接收功率等随波浪倾角的变化规律,说明了各因素对激光水下成像质量的影响程度。利用波浪成像畸变评估模型及海浪实时监测技术可以确定激光水下成像系统正常工作的海况范围。

关键词：波动水表面激光水下成像接收功率畸变

来源： cnki会议评论

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cnki会议

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激光与光电子学进展 2013年第10期50卷 107-114页

作者：鲁静杨克成夏珉李微湖北第二师范学院计算机学院湖北武汉430205 华中科技大学光电子科学与工程学院湖北武汉430074

为了探索海洋资源,必须对水下目标进行精确定位。提出了一种利用单目视觉进行水下圆目标三维位姿检测的方法。该方法仅需要单摄像机拍摄的一幅水下图像,便能从中快速地识别出圆特征,并对水下光折射造成的图像畸变进行补偿,从而估计圆目... 详细信息

为了探索海洋资源,必须对水下目标进行精确定位。提出了一种利用单目视觉进行水下圆目标三维位姿检测的方法。该方法仅需要单摄像机拍摄的一幅水下图像,便能从中快速地识别出圆特征,并对水下光折射造成的图像畸变进行补偿,从而估计圆目标的三维方向和位置。实验表明,利用该方法对水下圆柱体目标的方向检测误差为1.33%,位置检测误差为4.37%;通过移动和重定位该圆柱物体,证实了该方法的稳定性。

关键词：成像系统三维位姿检测单目视觉圆特征激光水下成像

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激光水下距离选通成像门控实验研究

激光杂志 2010年第3期31卷 10-11页

作者：杨述斌彭复员武汉工程大学电气信息学院湖北武汉430073 华中科技大学电子信息工程系湖北武汉430074

激光水下距离选通成像系统要想获得有效的目标图像,必须精确地给出合适的触发信号和控制接收器ICCD的门控延迟时间和选通门宽等门控参数。针对这一关键问题,设计了不存在成像距离盲区的激光器电源提供源触发信号的外触发方式,并应用二... 详细信息

激光水下距离选通成像系统要想获得有效的目标图像,必须精确地给出合适的触发信号和控制接收器ICCD的门控延迟时间和选通门宽等门控参数。针对这一关键问题,设计了不存在成像距离盲区的激光器电源提供源触发信号的外触发方式,并应用二分查找的方法确定成像系统的门控参数,利用实验确定的门控参数,获得了5至23m水下不同深度的有效目标激光图像48张。获取的水下激光目标图像的信噪比可达10dB以上,可满足目标探测的实际应用要求。

关键词：激光水下成像距离选通后向散射外触发门控

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条纹管激光雷达水下三维成像及图像处理研究

条纹管激光雷达水下三维成像及图像处理研究

作者：袁清钰深圳大学

学位级别：硕士

随着小型化高重频高功率激光技术和新型光电器件的不断发展,以及对海洋资源开发、海洋科研等日益增长的需求,高精度、高帧频的水下目标激光探测及成像技术成为一种重要的海洋探测手段。条纹管激光雷达利用条纹管高速相机的时空分辨能力... 详细信息

随着小型化高重频高功率激光技术和新型光电器件的不断发展,以及对海洋资源开发、海洋科研等日益增长的需求,高精度、高帧频的水下目标激光探测及成像技术成为一种重要的海洋探测手段。条纹管激光雷达利用条纹管高速相机的时空分辨能力,可实现大视场高帧频高分辨三维成像。为实现长距离及高细节分辨能力的水下目标激光成像,本论文基于条纹管激光雷达系统展开研究,对水面波及水下环境对成像的影响进行分析,完成室内目标三维成像实验,最后针对实验所获条纹图像,设计并优化目标三维重构算法,主要工作描述如下:1.围绕实验室自主设计的以条纹管相机为核心器件的条纹管激光雷达系统展开三个方面的理论分析,包括条纹管相机(主要结构、成像原理、特性参数),条纹管激光雷达系统(组成及各部分工作原理)以及三维重构算法。2.根据水下激光传输特性及系统成像需求,选择适用于水下环境的器件,包括出射波长符合海水窗口的高重频脉冲激光器、延时触发器、高帧频数字CCD相机等,与课题组成员共同搭建条纹管激光雷达水下三维成像系统。3.模拟分析水表面波及水体对成像的影响。首先模拟多类水表面波及波浪对成像造成的畸变,再结合水体调制传递函数模拟目标图像经空-水界面及水体后的效果。4.与课题组成员共同搭建室内目标三维成像系统并完成目标三维成像实验,根据实验获取的典型目标(阶梯状矩形目标)条纹图像特点,改进传统特征数据提取算法,设计基于高斯拟合的三维重建算法,该算法实现了探测目标纵深方向30cm的距离分辨力,并将距离重建误差降至8%以内。在此基础上,采用卷积神经网络对高斯拟合算法进行优化,保证重建效果的同时有效提高算法运行效率。成像实验与目标重构结果分别验证了系统方案及三维重建算法的合理性与可行性,为后期水下目标成像实验提供先验依据。

关键词：激光水下成像条纹管相机高斯拟合卷积神经网络三维重建

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带激光光源的智能微光电视

电子器件 1998年第1期21卷 6-12页

作者：李朝木南京电子器件研究所

本文所论述的带激光光源的智能微光电视已用于水雷探测、救生、打捞和资源开发，并在水下成像系统中有非常重要的应用前景。分析了各种摄像机的性能、特性、关键技术以及发展方向和要解决的问题。

关键词：蓝绿激光源潜艇激光水下成像微光电视

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扫描相机水下三维成像及数据处理研究

扫描相机水下三维成像及数据处理研究

作者：胡翠春深圳大学

学位级别：硕士

由于海洋在国民经济及国防中所占的重要地位,使得对海洋领域的探索变得越来越重要。激光水下探测技术越来越广泛地应用于探测鱼群、水雷、潜艇等民用和军事领域。在非扫描式激光三维成像方面,扫描相机因具有分辨率高、响应时间快、灵敏... 详细信息

由于海洋在国民经济及国防中所占的重要地位,使得对海洋领域的探索变得越来越重要。激光水下探测技术越来越广泛地应用于探测鱼群、水雷、潜艇等民用和军事领域。在非扫描式激光三维成像方面,扫描相机因具有分辨率高、响应时间快、灵敏度高的特点,因此在水下激光成像上具有很大的优势。为了实现水下目标三维探测,论文分析和设计基于扫描相机的激光三维成像系统,并在大气中完成了系统可行性实验验证。主要完成的工作如下:1、分析了扫描变像管的结构、成像原理及重要特征参数。详细介绍了扫描相机的工作原理、成像特点,并构建了扫描相机成像景深计算模型。2、设计了扫描相机水下三维成像系统的方案。为实现大视场远距离探测,考虑海水对激光衰减作用及系统成像要求,论文分析比较各类激光器优缺点,选定波长532nm、窄脉宽、高重复频率满足机载要求的调Q Nd:YAG激光器作系统光源,并进行扇形扩束。系统采用精准的数字延时触发电路实现同步控制,消除水中前向散射光和后向散射光对成像造成对比度差,信噪比低的影响。3、在分析了海水光学性质以及激光水下传输特性的基础上,采用蒙特卡洛方法模拟激光水下传输。论文通过建立光子水下传输模型,模拟了激光的展宽和脉冲延时,给出了激光水下的时间传输特性和空间传输特性,为实现激光与扫描相机在纳秒级时间内精准同步控制提供理论依据。4、完成三维成像系统的实验搭建和空中目标探测实验,获得了空间目标三维图像数据,验证了系统方案的合理性与可行性。最后,论文分析了三维成像在不同维度上分辨率的影响因素,建立了原始条纹图像数据提取算法,完成了目标三维重建。

关键词：扫描相机激光水下成像蒙特卡洛模拟三维图像重建

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海洋光学

中国光学与应用光学 2007年第1期 105-页

作者：于晓光