觀測型ROV視覺系統(tǒng)設計.pdf

1、水下視覺技術在軍事、水下勘探和海洋工程等領域都有著廣泛和深遠的應用價值?？朔Ｋ杏捎诤笙蛏⑸湫獙е碌某上裨肼暿呛Ｑ笾泄鈱W探測要解決的重要問題。
　　本課題來源于國家“863”課題項目“水下集束光、激光差頻掃描三維視覺研究”,在總結和分析國內(nèi)外觀測型ROV發(fā)展現(xiàn)狀的基礎上,對世界上目前搭載于觀測型ROV上的水下成像技術進行了深入研究分析。在對水下非均勻光場理論進行分析的基礎上,根據(jù)項目實際情況提出了一種使用集束光源構建水下非均勻

2、光場的方法。使用目前國際上先進的同步攝像機搭配非均勻光場,既可以進行單目水下圖像采集,又可以針對重點目標進行雙目立體探測。即本論文設計了基于非均勻光場的水下照明系統(tǒng)和基于多CCD的水下圖像采集系統(tǒng)。將非均勻光場應用于多CCD水下圖像采集系統(tǒng)中。同時使用多個普通水下攝像機搭載在水下載體上搭建了水下普通觀測系統(tǒng)和其配套的數(shù)據(jù)傳輸方案。結合水下非均勻光場,同步攝像機可以克服后向散射背景噪聲,在增加了可探測距離和清晰度的同時,使用同步攝像機圖像

3、數(shù)據(jù)可以進行水下目標的三維重建。
　　論文首先對觀測型ROV的國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀進行了闡述和分析,對目前水下成像技術的發(fā)展水平進行了了解。在研究現(xiàn)有成熟技術以及新技術的基礎上,依托水下非均勻光場理論,提出了一套搭載于觀測型ROV上的多CCD圖像采集系統(tǒng)。
　　水下非均勻光場照明系統(tǒng)中包括兩組集束光源,每組光源包含2個集束光源筒燈。本論文設計的水下圖像采集系統(tǒng)包括兩部分:同步攝像機成像和普通攝像機成像。一對同步攝像機采用兩組非均勻

4、光場照明陣列進行照明成像,4臺普通攝像機使用普通水下燈進行照明成像。在傳輸方式上,同步攝像機采用配套的供電和數(shù)據(jù)傳輸控制箱,普通攝像機的傳輸方案在對比了網(wǎng)絡傳輸方案和雙絞線傳輸方案后,選擇了雙絞線傳輸方案。論文最后進行了相關實驗驗證了成像系統(tǒng)的可行性,并分析了遠距離雙絞線傳輸對視頻質(zhì)量的影響和多CCD水下圖像采集增加可探測范圍的效果。
　　論文在研究目前水下成像技術的基礎上,將立體攝影技術運用到水下探測領域,并將同步攝影機和普通水