一种去除水下探测目标成像畸变的还原方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及水下探测目标成像系统研究技术领域，尤其是一种去除水面波浪导致水下探测探测目标成像畸变的还原方法及装置。本发明专利技术所要解决的技术问题是：为了解决水面波浪导致水下探测目标成像系统目标成像严重畸变的问题，提高采集信号装置适用范围，本发明专利技术提出了同时探测和记录水下探测探测目标和水面波浪波形的去除水面波浪导致水下探测目标成像畸变的还原方法及装置。本发明专利技术提出的还原算法，通过点A、B反推计算目标点C，再由目标点C经过虚拟无波浪水面点D算出无波浪水面时C点在像平面oxy上的成像点E实现去除水面波浪导致水下探测目标成像系统成像畸变的目的。本发明专利技术适用于对水下探测目标成像还原处理领域。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及水下探测探测目标成像系统研究
，尤其是一种去除水面波浪导致水下探测探测目标成像畸变的还原方法及装置。
技术介绍
由于空气-水界面对光的折射作用，水面波浪会导致水下探测探测目标成像的严重畸变，严重影响目标的探测和识别，限制系统的适用范围，是水下探测目标成像系统研究中亟待解决的重要难题。并且由于水面波浪波形一直处于不停变化的状态，给目标图像的处理带来了极大困难。现有的对波浪影响水下探测目标成像的研究，都只局限于波浪对于水下探测光斑大小、目标回波信号功率、飞机离水面高度的矫正等方面，而波浪导致水下探测目标成像系统目标成像严重畸变的问题一直都没有得到解决。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是为了解决水面波浪导致水下探测目标成像系统目标成像严重畸变的问题，提高系统适用范围，本专利技术提出了采用双通道同时探测和记录水下探测目标和水面波浪波形的一种去除水面波浪导致水下探测目标成像畸变的还原方法及装置，通过本专利技术提出的还原算法实现去除水面波浪导致水下探测目标成像系统成像畸变的目的。本专利技术采用的技术方案如下 一种去除水下探测目标成像畸变的还原方法包括 步骤1:根据图像采集装置xoy像平面获得的水下探测探测目标实际成像的任一个像点A的坐标，以及波浪水面点B点坐标，已知水下探测探测目标所处位置的水深位于z轴的坐标，因而可计算出水下探测探测目标实际成像点A对应的水下探测探测目标实际物点C的坐标，其中设定点A坐标( ..FfjtO),点B坐标(m’/2+s)，点C坐标，波浪水面点B是水下探测探测目标实际成像点A经过信号接收装置形成的成像光线AP与波浪水面的交点； 步骤2 由水下探测探测目标实际物点C的坐标，经虚拟的无波浪水面点D及信号接收装置，计算水面无波浪时水下探测探测目标实际物点C在图像采集装置像平面oxy上对应成的成像点E，则成像点E是水下探测探测目标实际成像点A去除波浪成像畸变影响后的像；其中点D坐标( ,J3X)，成像点E坐标(&八，0),无波浪水面点D是水下探测探测目标实际物点C在图像采集装置的成像点E的经过信号接收装置形成的成像光线EP与无波浪水面的交点。所述步骤I中计算水下探测探测目标实际物点C (^,^,h+s+z,)具体过程是 步骤11 :由几何关系易知直线AB的方程为权利要求1.一种去除水下探测目标成像畸变的还原方法，其特征在于包括步骤1:根据图像采集装置xoy像平面获得的水下探测探测目标实际成像的任一个像点A的坐标，以及波浪水面点B点坐标，已知水下探测探测目标所处位置的水深位于z轴的坐标，因而可计算出水下探测探测目标实际成像点A对应的水下探测探测目标实际物点C的坐标，其中设定点A坐标 ( , -0),点B坐标+s)，点C坐标( , J2,A+s+ )，波浪水面点B是水下探测探测目标实际成像点A经过信号接收装置形成的成像光线AP与波浪水面的交点；步骤2 由水下探测探测目标实际物点C的坐标，经无波浪水面点D及信号接收装置， 计算水面无波浪时水下探测探测目标实际物点C在图像采集装置像平面oxy上对应成的成像点E，则成像点E是水下探测探测目标实际成像点A去除波浪成像畸变影响后的像；其中点D坐标(x3,_y3,A+s)，成像点E坐标(&Λ.0),无波浪水面点D是水下探测探测目标实际物点C在图像采集装置的成像点E的经过信号接收装置形成的成像光线EP与无波浪水面的交点。2.根据权利要求1所述的一种去除水下探测目标成像畸变的还原方法，其特征在于所述步骤I中计算水下探测探测目标实际物点C具体过程是步骤11 :由几何关系易知直线AB的方程为3.根据权利要求1所述的一种去除水下探测目标成像畸变的还原方法，其特征在于所述2中无波浪水面点D ( ^,y3,h + s)的具体过程是4.根据权利要求3所述的一种去除水下探测目标成像畸变的还原方法，其特征在于所述图像采集装置像平面oxy上对应成的成像点E坐标(~Λ，0)具体过程由式(12)可求得成像点E坐标(Α,Λ，0)5.根据权利要求2至4之一所述的一种去除水下探测目标成像畸变的还原方法，其特征在于所述步骤11中波浪表面即时函数z=/(U)的取得过程是在第三成像透镜处理波浪面成像点时，触发器经过延长后发送触发信号给图像采集装置控制选通门开启，同时经过第二光学接收模块通过雷达三维成像方法或相位法测距获得同一时刻波浪水面波形的即时函数，其中^是固有延迟时间。6.根据权利要求1所述的一种去除水下探测目标成像畸变的还原装置，其特征在于包括激光发射模块，用于产生激光信号探测波浪水面及水下探测探测目标；信号接收模块，用于接收水下探测探测目标及水下探测目标对应波浪水面成像点； 同步控制电路，用于接收激光发射模块发射的光信号并将其转换为触发电信号； 图像采集装置，用于接收同步控制电路的触发信号进行选通门控制并通过信号接收模块接收到的水下探测探测目标成像点及水下探测探测目标对应波浪水面波形即时函数；当触发信号有效时，选通门处于打开状态，当水下探测探测目标或水下探测目标经过波浪水面反射回来的光信号到达图像采集装置时，允许信号光进入图像采集装置；其余时间选通门处于关闭状态，不进行信号采集；图像处理模块，用于对图像采集模块采集信号通过所述还原方法进行处理得到去除水下探测探测目标成像畸形后的水下探测探测目标。7.根据权利要求6所述的一种去除水下探测目标成像畸变的还原装置，其特征在于所述激光发射模块包括激光器、第一成像透镜、反射镜，所述激光器发射的激光信号分成两路光信号，其中一路光信号经过第一成像透镜扩束后，经过反射镜后对水下探测探测目标及水下探测探测目标经过的波浪水面进行照明。8.根据权利要求6所述的一种去除水下探测目标成像畸变的还原装置，其特征在于所述同步控制电路包括光电转换器、触发器，所述光电转换器接收激光器发射的另一部分光 信号将其转换为电信号，所述电信号经过触发器产生延长时间为& = +-的电触发信 号去控制图像采集装置选通门的开关，同时经过第三成像透镜利用雷达三维成像方法或相位法测距获得同一时刻波浪水面波形的即时函数。9.根据权利要求8所述的一种去除水下探测目标成像畸变的还原装置，其特征在于所述光电转换器接收激光器发射的另一部分光信号将其转换为电信号，所述电信号经过触发器产生延长时间为+ ~后发送电触发信号给图像采集装置进行选通门的开启，同时经过第二成像透镜，采用距离选通成像方法利用图像采集装置获得水下探测探测目标的实际成像。10.根据权利要求6所述的一种去除水下探测目标成像畸变的还原装置，其特征在于所述图像采集装置是选通IC⑶摄像机，选通ICXD摄像机的选通门开启持续时间全文摘要本专利技术涉及水下探测目标成像系统研究
，尤其是一种去除水面波浪导致水下探测探测目标成像畸变的还原方法及装置。本专利技术所要解决的技术问题是为了解决水面波浪导致水下探测目标成像系统目标成像严重畸变的问题，提高采集信号装置适用范围，本专利技术提出了同时探测和记录水下探测探测目标和水面波浪波形的去除水面波浪导致水下探测目标成像畸变的还原方法及装置。本专利技术提出的还原算法，通过点A、B反推计算目标点C，再由目标点C经过虚拟无波浪水面点D算出无波浪水面时C点在像平面oxy上本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种去除水下探测目标成像畸变的还原方法，其特征在于包括步骤1：根据图像采集装置xoy像平面获得的水下探测探测目标实际成像的任一个像点A的坐标，以及波浪水面点B点坐标，已知水下探测探测目标所处位置的水深位于z轴的坐标，因而可计算出水下探测探测目标实际成像点A对应的水下探测探测目标实际物点C的坐标，其中设定点A坐标????????????????????????????????????????????????，点B坐标，点C坐标，波浪水面点B是水下探测探测目标实际成像点A经过信号接收装置形成的成像光线AP与波浪水面的交点；步骤2：由水下探测探测目标实际物点C的坐标，经无波浪水面点D及信号接收装置，计算水面无波浪时水下探测探测目标实际物点C在图像采集装置像平面oxy上对应成的成像点E，则成像点E是水下探测探测目标实际成像点A去除波浪成像畸变影响后的像；其中点D坐标，成像点E坐标，无波浪水面点D是水下探测探测目标实际物点C在图像采集装置的成像点E的经过信号接收装置形成的成像光线EP与无波浪水面的交点。421185dest_path_image001.jpg,276008dest_path_image002.jpg,55745dest_path_image003.jpg,637905dest_path_image004.jpg,389961dest_path_image005.jpg...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：钟森城，王荣波，李泽仁，周维军，田建华，何莉华，吴廷烈，
申请(专利权)人：中国工程物理研究院流体物理研究所，
类型：发明
国别省市：