【技术实现步骤摘要】
海底微地形激光线扫描三维探测方法及系统
[0001]本专利技术涉及海底探测
，特别是涉及一种海底微地形激光线扫描三维探测方法及系统。
技术介绍
[0002]在海洋探测与开发过程中，水下三维成像技术能够从更直观与准确的角度对海洋环境进行还原重现，有效的提高探测开发的效率。使用ROV进行海底巡航时，探测目标一般距离在1
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10m内，此时三维成像可以比普通的二维成像提供更多的信息，辅助进行资源的探测、目标生物的高度测量等。
[0003]由于水中悬浮粒子存在、水体对光的吸收和散射、介质折射率变化等水下环境问题，水下的三维成像技术与陆上同等距离的应用有诸多差异。现已应用在水下的光学三维成像技术有结构光法、激光测量法、立体视觉法、SFM法等，各种技术都得到了研究与使用。其中，立体视觉法与SFM法更适合短距离的水下成像，激光测量法对器件有较高的要求，基于结构光原理的激光线扫描技术能够在水下15m距离进行工作，结构简明稳定，成本较低，非常适合搭载水下行进装置，对地形或目标物进行高精度的扫描三维成像。
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【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种海底微地形激光线扫描三维点云获取方法，其特征在于，对激光线扫描三维成像系统生成的激光条纹图像进行预处理，得到预处理图像；所述预处理包括利用阈值法筛选去除所述激光条纹图像的杂散光；对预处理图像采用灰度重心法提取激光条纹的中心，得到每帧激光条纹图像对应的激光线条；以预设光条长度的距离在所述激光线条进行采样并取平均，并逐帧在当前帧所述激光条纹图像上提取特征点并与上一帧所述激光条纹图像进行匹配，选取距离激光线条最相近的多组特征点并求其在像素上的位移平均数和相邻区域的深度；对激光线扫描三维成像系统中摄像机的移动速度和所述深度进行时间积分处理得到运动轨迹；依据所述运动轨迹提取三维点云信息，得到三维点云图像。2.根据权利要求1所述的海底微地形激光线扫描三维点云获取方法，其特征在于，所述激光线扫描三维成像系统包括防水舱、线状激光器、摄像机、透明窗和步进电机；所述线状激光器、摄像机设于所述防水舱内，所述线状激光器的发射端和所述摄像机的摄像头与所述透明窗对应设置，所述步进电机用于带动所述防水舱旋转运动；所述线状激光器为蓝绿色光线激光器。3.根据权利要求1所述的海底微地形激光线扫描三维点云获取方法，其特征在于，在利用所述激光线扫描三维成像系统进行海底探测前，对所述激光线扫描三维成像系统采用基于单应矩阵与交比不变性设计标定方法进行标定。4.根据权利要求3所述的海底微地形激光线扫描三维点云获取方法，其特征在于，所述基于单应矩阵与交比不变性设计标定方法具体包括：通过标定板上特征点区域确定所述激光线扫描三维成像系统对应的单应性矩阵；通过所述标定板上的直线区域结合交比不变定理确定所述激光线扫描三维成像系统中激光线与直线相交的坐标；将多次移动标定板得到的多个单应性矩阵和多个坐标进行拟合得到激光平面；依据激光线条在所述激光平面中的位置确定位置与实际深度的转换关系。5.根据权利要求1所述的海底微地形激光线扫描三维点云获取方法，其特征在于，所述对激光线扫描三维成像系统生成的激光条纹图像进行预处理，得到预处理图像，具体包括：对输入的激光条纹图像进行中值滤波，得到滤波图像；采用预设大小的结构元对所述滤波图像进行形态学操作去除部分散射粒子，得到形态图像；利用阈值法筛选去除所述形态图像中各个通道的杂散光，得到预处理图像；所述通道包括R通道、G通道和B通道中的一种或多种。6.根据权利要求1所述的海底微地形激光线扫描三维点云获取方法，其特征在于，所述对预处理图像采用灰度重心法提取激光条纹的中心，得到每帧激光条纹图像对应的激光线条，具体包括：分别提取所述预处理图像中与所述激光条纹图像中明亮区...
【专利技术属性】
技术研发人员：郭金家，德晓薇，范承成，曹又文，
申请(专利权)人：中国海洋大学，
类型：发明
国别省市：
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