一种水下结构的光学测量矫正方法及系统技术方案

本发明专利技术涉及光学测量相关领域，公开了一种水下结构的光学测量矫正方法及系统，包括光学数据获取模块

【技术实现步骤摘要】
一种水下结构的光学测量矫正方法及系统


[0001]本专利技术涉及光学测量相关领域，具体是一种水下结构的光学测量矫正方法及系统
。

技术介绍

[0002]光学测量是一种借助计算机技术进行快速的无接触的高效对象测量方法，可以用于对象较大
、
对象无法直接物理接触或对象结构过为复杂等测量场景中，得益于操作方便
、
数据记录便利等多种优点，使用较为广泛
。
[0003]在使用光学测量对水下对象进行测量时，水作为光线的传播介质区别于密度较低的大气，存在介质分布不均匀以及悬浮杂质较多的问题，导致光线传播存在一定的可变性，因此对于采集到的光学测量数据进行解读时，容易产生误差
。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种水下结构的光学测量矫正方法及系统，以解决上述
技术介绍
中提出的问题
。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种水下结构的光学测量矫正系统，包含：光学数据获取模块，用于通过光学测量装置在水下结构的安全测量区域执行光学矫正程序，以获取多组光学矫正测量数据，多组所述光学矫正测量数据的测量光路在环绕所述水下结构的安全测量区域内均匀分布，所述光学矫正测量数据对应设有空间起始标记；采集光处理模块，用于对多个所述光学矫正测量数据执行数据处理程序，以获取矫正分析图像，所述数据处理程序用于对所述光学矫正测量数据所表征的采集到的矫正光斑进行光谱分析及光线强度分析，所述矫正分析图像包括矫正光斑各处的光线波段及不同波段的光线强度；采集光分析模块，用于基于预设的矫正发射图像的像场范围和像场内的光线强度，以及所述矫正分析图像，对光线在水下的吸收特性与散射特性进行数据拟合，获取安全测量区域内对应水下范围的光线传播模型；传播参数建立模块，用于基于数个所述光线传播模型的环境参数对所述安全测量区域的各个区域进行赋值，建立所述安全测量区域内环境参数的空间分布模型，所述空间分布模型用于表征空间内不同区域的水体对光线影响因素的数值分布情况
。
[0006]作为本专利技术的进一步方案：所述采集光处理模块包括：光谱处理单元，用于获取所述光学矫正测量数据，对所述光学矫正测量数据进行光谱分析，获取所述光学矫正测量数据所在光照采集平面内各个区域光线的光谱分布信息，建立包含所述光谱分布信息的矫正分析图像；光强分析单元，用于对所述光学矫正测量数据进行光线强度分析，获取所述光照
采集平面内各个区域光线在不同光谱波段的光线强度，并对所述矫正分析图像各个区域不同光谱波段的光线强度进行标记
。
[0007]作为本专利技术的再进一步方案：所述采集光分析模块包括：波长强度判断单元，用于基于所述矫正分析图像对光照采集平面内的各个波长进行强度统计，获取所述光照采集平面内的光线波长强度统计信息；波长吸收矫正单元，用于通过所述发射图像像场与所述光照采集平面的空间距离以及所述矫正发射图像像场内的光线强度信息对所述光线波长强度统计信息进行衰减评估，获取当前区域的光线衰减系数；介质折射判断单元，用于计算所述光照采集平面内各个波长光线与所述发射图像像场对应波长光线的平均光线偏移量，获取当前区域介质对于不同波长光线的光线折射率及折射偏移方向
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[0008]作为本专利技术的再进一步方案：还包括辅助矫正模块，所述辅助矫正模块包括：辅助测光单元，用于基于与矫正发射图像的像场范围所处的光锥区域非重合的光照采集平面获取数组随机分布的辅助测光图像，所述辅助测光图像用于表征光线在传播过程中由介质中的漂浮粒子反射
、
折射所产生的逃逸出光锥范围的光线散射分量，每个所述光学矫正测量数据对应多个辅助测光图像，多个所述辅助测光图像的光照采集平面在所述光锥区域的侧面空间内分布设置；辅助评估单元，用于对多组所述辅助测光图像进行光线强度数据分析，并基于多组所述辅助测光图像及所述光学矫正测量数据进行水下衰减系数的评估，获取对应水域的光线衰减模型
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[0009]作为本专利技术的再进一步方案：所述光学矫正程序对应设有区域矫正系数，所述区域矫正系数用于表征每组所述光学矫正测量数据的采集区域的空间容积大小，所述区域矫正系数与水下结构在对应安全测量区域的结构复杂性及测量精度需求成反比，用于在对应安全测量区域获取更加精准的光线传播模型
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[0010]本专利技术实施例旨在提供一种水下结构的光学测量矫正方法，其特征在于，包含：通过光学测量装置在水下结构的安全测量区域执行光学矫正程序，以获取多组光学矫正测量数据，多组所述光学矫正测量数据的测量光路在环绕所述水下结构的安全测量区域内均匀分布，所述光学矫正测量数据对应设有空间起始标记；对多个所述光学矫正测量数据执行数据处理程序，以获取矫正分析图像，所述数据处理程序用于对所述光学矫正测量数据所表征的采集到的矫正光斑进行光谱分析及光线强度分析，所述矫正分析图像包括矫正光斑各处的光线波段及不同波段的光线强度；基于预设的矫正发射图像的像场范围和像场内的光线强度，以及所述矫正分析图像，对光线在水下的吸收特性与散射特性进行数据拟合，获取安全测量区域内对应水下范围的光线传播模型；基于数个所述光线传播模型的环境参数对所述安全测量区域的各个区域进行赋值，建立所述安全测量区域内环境参数的空间分布模型，所述空间分布模型用于表征空间内不同区域的水体对光线影响因素的数值分布情况
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[0011]作为本专利技术的进一步方案：所述对多个所述光学矫正测量数据执行数据处理程序，以获取矫正分析图像的步骤包括：
获取所述光学矫正测量数据，对所述光学矫正测量数据进行光谱分析，获取所述光学矫正测量数据所在光照采集平面内各个区域光线的光谱分布信息，建立包含所述光谱分布信息的矫正分析图像；对所述光学矫正测量数据进行光线强度分析，获取所述光照采集平面内各个区域光线在不同光谱波段的光线强度，并对所述矫正分析图像各个区域不同光谱波段的光线强度进行标记
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[0012]作为本专利技术的再进一步方案：所述基于预设的矫正发射图像的像场范围和像场内的光线强度，以及所述矫正分析图像，对光线在水下的吸收特性与散射特性进行数据拟合的步骤包括：基于所述矫正分析图像对光照采集平面内的各个波长进行强度统计，获取所述光照采集平面内的光线波长强度统计信息；通过所述发射图像像场与所述光照采集平面的空间距离以及所述矫正发射图像像场内的光线强度信息对所述光线波长强度统计信息进行衰减评估，获取当前区域的光线衰减系数；计算所述光照采集平面内各个波长光线与所述发射图像像场对应波长光线的平均光线偏移量，获取当前区域介质对于不同波长光线的光线折射率及折射偏移方向
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[0013]作为本专利技术的再进一步方案：还包括步骤：基于与矫正发射图像的像场范围所处的光锥区域非重合的光照采集平面获取数组随机分布的辅助测光图像，所述辅助测光图像用于表征光线在传播过程中由介质中的漂浮粒子反射
、
折射所产生的逃逸出光锥范围的光线散射分量，每个所述光学矫正测量数据对应多个辅助测光图本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种水下结构的光学测量矫正系统，其特征在于，包含：光学数据获取模块，用于通过光学测量装置在水下结构的安全测量区域执行光学矫正程序，以获取多组光学矫正测量数据，多组所述光学矫正测量数据的测量光路在环绕所述水下结构的安全测量区域内均匀分布，所述光学矫正测量数据对应设有空间起始标记；采集光处理模块，用于对多个所述光学矫正测量数据执行数据处理程序，以获取矫正分析图像，所述数据处理程序用于对所述光学矫正测量数据所表征的采集到的矫正光斑进行光谱分析及光线强度分析，所述矫正分析图像包括矫正各处的光线波段及不同波段的光线强度；采集光分析模块，用于基于预设的矫正发射图像的像场范围和像场内的光线强度，以及所述矫正分析图像，对光线在水下的吸收特性与散射特性进行数据拟合，获取安全测量区域内对应水下范围的光线传播模型；传播参数建立模块，用于基于数个所述光线传播模型的环境参数对所述安全测量区域的各个区域进行赋值，建立所述安全测量区域内环境参数的空间分布模型，所述空间分布模型用于表征空间内不同区域的水体对光线影响因素的数值分布情况
。2.
根据权利要求1所述的一种水下结构的光学测量矫正系统，其特征在于，所述采集光处理模块包括：光谱处理单元，用于获取所述光学矫正测量数据，对所述光学矫正测量数据进行光谱分析，获取所述光学矫正测量数据所在光照采集平面内各个区域光线的光谱分布信息，建立包含所述光谱分布信息的矫正分析图像；光强分析单元，用于对所述光学矫正测量数据进行光线强度分析，获取所述光照采集平面内各个区域光线在不同光谱波段的光线强度，并对所述矫正分析图像各个区域不同光谱波段的光线强度进行标记
。3.
根据权利要求2所述的一种水下结构的光学测量矫正系统，其特征在于，所述采集光分析模块包括：波长强度判断单元，用于基于所述矫正分析图像对光照采集平面内的各个波长进行强度统计，获取所述光照采集平面内的光线波长强度统计信息；波长吸收矫正单元，用于通过所述发射图像像场与所述光照采集平面的空间距离以及所述矫正发射图像像场内的光线强度信息对所述光线波长强度统计信息进行衰减评估，获取当前区域的光线衰减系数；介质折射判断单元，用于计算所述光照采集平面内各个波长光线与所述发射图像像场对应波长光线的平均光线偏移量，获取当前区域介质对于不同波长光线的光线折射率及折射偏移方向
。4.
根据权利要求3所述的一种水下结构的光学测量矫正系统，其特征在于，还包括辅助矫正模块，所述辅助矫正模块包括：辅助测光单元，用于基于与矫正发射图像的像场范围所处的光锥区域非重合的光照采集平面获取数组随机分布的辅助测光图像，所述辅助测光图像用于表征光线在传播过程中由介质中的漂浮粒子反射
、
折射所产生的逃逸出光锥范围的光线散射分量，每个所述光学矫正测量数据对应多个辅助测光图像，多个所述辅助测光图像的光照采集平面在所述光锥区域的侧面空间内分布设置；
辅助评估单元，用于对多组所述辅助测光图像进行光线强度数据分析，并基于多组所述辅助测光图像及所述光学矫正测量数据进行水下衰减系数的评估，获取对应水域的光线衰减模型
。5.
根据权利要求1所述的一种水下结构的光学测量矫正系统，其特征在于，所述光学矫正程序对应设有区域矫正系数，所述区域矫正系数用于表征每组所述光学矫正测量数据的采集区域的空间容积大小，所述区域矫正系数与水下结构在对应安全测量区域的结构复杂性及测量精度需求成反比，用于在对应安全测量区域获取更加...

【专利技术属性】
技术研发人员：杜闯，付晓娟，畅晓婧，李想，李晓明，冯玉玺，陈虓，
申请(专利权)人：中交第一航务工程局有限公司，
类型：发明
国别省市：