The invention relates to an active light vision imaging system and method capable of actively adapting to a water environment and an underwater target. Blue light and red light by blue light laser and red laser, its polarization state is linearly polarized, and the polarization direction, two laser beams through phase spectroscope coupling; optical coupling by lambda /2 wave plate and the first lambda /4 wave plate, projection lighting to the underwater object surface, the measured object surface reflectance by second, 1 /4 wave plate and analyzer by camera imaging, the image quality is evaluated by the computer, and according to the water environment and its changes and the specific object, comprehensive regulation of active imaging system of underwater lighting power and wavelength, polarization, wavelength, power, polarization determination the best state, take the initiative to adapt to the environment of water and underwater target, get the best imaging quality under water.
【技术实现步骤摘要】
能主动适应水环境和水下目标的主动光照视觉成像系统和方法
本专利技术属于水下视觉成像
,涉及一种能主动适应水环境和水下目标的主动光照视觉成像系统和方法。
技术介绍
水下视觉在海底资源勘探、海洋开发、水下探测、水下反恐等方面有广泛的应用。众所周知,水下声成像的图像分辨力低,目标细节无法从图像中获取,难以满足上述应用需要。水下光成像,尤其是主动激光成像可弥补声成像的不足,但是水的光学特性以及水环境的复杂性使得实际应用时仍面临诸多困难。水介质的光学特性及水环境的复杂性使得水下成像效果比空气中成像的质量要差。水对光存在严重的吸收和散射作用,吸收和散射这两个不相关的物理过程导致光在水中传输时的能量按指数规律迅速衰减。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均和图像质量变差的问题。现有研究表明,光在水中传播的吸收、散射带来的成像距离变短和成像质量变差在不同的水环境,不同的目标距离远近和反射特性情况下,与照明光的波长、功率、偏振态都有关系。水的散射与波长有关,不同水环境的光散射特性也不同,选择合适的照明光波长可起到增强图像清晰度的作用,为简便起见,一般采用绿光或红光作为照明光,现有的水下主动光照视觉成像系统,照明光波长设定后,不能主动适应未知水环境及其变化的需要;水下成像距离与照明光功率有关,照明光功率越大,成像距离越远,但后向散射、前向散射都随之增大,导致图像背景光增强,图像清晰度降低,因此,最佳的照明光功率应由成像距离远近决定,并与水环境有关,现有的水下主动光照视觉成像系统不具备这样的主动适应性;偏振技术可抑制部分散射 ...
【技术保护点】
一种能主动适应水环境和水下目标的主动光照视觉成像系统,其特征在于,包括蓝光源(1)、二相色分光镜(2)、红光源(3)、λ/2波片(4)、电机(5)、第一λ/4波片(6)、被测物体(7)、第二λ/4波片(8)、检偏器(9)、相机(10)、计算机(11);在所述蓝光源(1)和红光源(3)的输出光的交点处设置二相色分光镜(2),所述λ/2波片(4)设置于二相色分光镜(2)的后方,所述第一λ/4波片(6)设置于λ/2波片(4)的后方、被测物体(7)的前方,所述第二λ/4波片(8)、检偏器(9)、相机(10)分别设置于被测物体(7)反射光的光路上,所述蓝光源(1)、红光源(3)、电机(5)、相机(10)都与计算机(11)连接,所述电机(5)连接λ/2波片(4),驱动其绕光轴旋转。
【技术特征摘要】
1.一种能主动适应水环境和水下目标的主动光照视觉成像系统,其特征在于,包括蓝光源(1)、二相色分光镜(2)、红光源(3)、λ/2波片(4)、电机(5)、第一λ/4波片(6)、被测物体(7)、第二λ/4波片(8)、检偏器(9)、相机(10)、计算机(11);在所述蓝光源(1)和红光源(3)的输出光的交点处设置二相色分光镜(2),所述λ/2波片(4)设置于二相色分光镜(2)的后方,所述第一λ/4波片(6)设置于λ/2波片(4)的后方、被测物体(7)的前方,所述第二λ/4波片(8)、检偏器(9)、相机(10)分别设置于被测物体(7)反射光的光路上,所述蓝光源(1)、红光源(3)、电机(5)、相机(10)都与计算机(11)连接,所述电机(5)连接λ/2波片(4),驱动其绕光轴旋转。2.根据权利要求1所述的一种能主动适应水环境和水下目标的主动光照视觉成像系统,其特征在于,所述第一λ/4波片(6)、第二λ/4波片(8)采用菲涅耳棱镜,所述λ/2波片(4)由两块菲涅耳棱镜组合而成。3.一种能主动适应水环境和水下目标的主动光照视觉成像方法,应用权利要求1或2所述的能主动适应水环境和水下目标的主动光照视觉成像系统,其特征在于,具体步骤如下:蓝光源(1)和红光源(3)分别采用蓝光激光器和红光激光器,其偏振态都为线偏振光,且偏振方向一致,两束激光经过二相色分光镜(2)耦合;耦合光经λ/2波片(4)和第一λ/4波片(6)后,投射照明到水下被测物体(7)表面,经被测物体(7)表面反射,经第二λ/4波片(8)、检偏器(9)后由相机(10)拍摄成像,图像的质量由计算机(11)进行评价,并根据水环境及其变化和具体被测物体(7)的情况,对影响水下主动照明成像系统的照明波长、功率以及偏振态进行综合调节,确定最佳的波长、功率、偏振态...
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。