基于光场成像的水下激光同步扫描三角测距成像系统和方法技术方案

本发明专利技术属于机器视觉三维测量技术领域，涉及一种基于光场成像的水下激光同步扫描三角测距成像系统和方法。系统包括激光器、双面反射振镜、第一反射镜、第二反射镜、摆镜、被测物体、光场相机，光场相机由主透镜、微透镜阵列和图像传感器组成。该系统结合光场成像技术，利用光场传感器记录激光同步扫描三角测距成像系统中包含目标反射光和各种散射光的物方场景所有光场信息，利用重聚焦断层扫描算法，获得物方场景不同深度的重聚焦切片图像，再利用远极点重聚焦图像确定目标反射激光光斑图像的精确位置，从而提高了水下激光同步扫描三角测距成像系统的三维面型测量精度和成像质量。

【技术实现步骤摘要】
基于光场成像的水下激光同步扫描三角测距成像系统和方法
本专利技术属于机器视觉三维测量
，具体涉及一种基于光场成像的水下激光同步扫描三角测距成像系统和方法。
技术介绍
海底资源勘探、海洋开发、水下探测、水下反恐等领域，需要一种测量范围大，分辨率高的三维视觉测量系统。现有的三维视觉测量技术主要有光点扫描三角测距法、位相轮廓测量法、莫尔法及傅立叶变换法等。其中光点扫描三角测量法分辨率较高，激光成点状投射到被测物体表面所需功率要求低，利用简单的三角关系可计算得到距离值，并通过二维扫描可获得被测物体的三维面型，但存在的问题是系统的横向扫描测量范围和纵向测距范围相互制约。对此，M.Rioux等人提出激光同步扫描三角测距成像的思想，解决了横向扫描测量范围和纵向测距范围相互制约问题。所谓同步扫描是在光路设计上使接收光路与扫描光路共用一扫描器，使得接收光路与发射光路同步。将激光同步扫描三角测距成像系统应用在水下，由于水介质对光存在严重的吸收和散射作用，导致光在水中传输时的能量按指数规律迅速衰减，且图像清晰度降低。尽管可以通过增加照明光功率的方法来扩展水下成像距离，但这也会给水下图像带来背景灰度不本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于光场成像的水下激光同步扫描三角测距成像系统，其特征在于，包括激光器（1）、双面反射振镜（2）、第一反射镜（3）、第二反射镜（4）、摆镜（5）、被测物体（6）、光场相机（7）；所述第一反射镜（3）和第二反射镜（4）关于双面反射振镜（2）左右对称分布，所述激光器（1）置于双面反射振镜（2）的前方，所述光场相机（7）置于双面反射振镜（2）的后方，所述摆镜（5）置于激光器（1）的前方，被测物体（6）的后方。

【技术特征摘要】
1.一种基于光场成像的水下激光同步扫描三角测距成像系统，其特征在于，包括激光器（1）、双面反射振镜（2）、第一反射镜（3）、第二反射镜（4）、摆镜（5）、被测物体（6）、光场相机（7）；所述第一反射镜（3）和第二反射镜（4）关于双面反射振镜（2）左右对称分布，所述激光器（1）置于双面反射振镜（2）的前方，所述光场相机（7）置于双面反射振镜（2）的后方，所述摆镜（5）置于激光器（1）的前方，被测物体（6）的后方。2.根据权利要求1所述的基于光场成像的水下激光同步扫描三角测距成像系统，其特征在于，所述光场相机（7）包括主透镜（8）和空间复用光场传感器，所述空间复用光场传感器包括微透镜阵列（9）和图像传感器（10）；所述主透镜（8）位于光场相机（7）的前方，其后依次布置微透镜阵列（9）和图像传感器（10）。3.一种基于光场成像的水下激光同步扫描三角测距成像方法，使用如权利要求1或2所述的基于光场成像的水下激光同步扫描三角测距成像系统，其特征在于，具体步骤如下：1）同步扫描成像光路，具体为：激光器（1）发出的激光，通过双面反射振镜（2）、第一反射镜（3）、摆镜（5）的反射，投射到被测物体（6）表面上某一点，并发生漫反射，部分反射光经过摆镜（5）、第二反射镜（4）、双面反射振镜（2），由光场相机（7）的主透镜...

【专利技术属性】
技术研发人员：屠大维，李晨，张旭，
申请(专利权)人：上海大学，
类型：发明
国别省市：上海,31