[实用新型]一种遥控水下三维重建系统

说明书

一种遥控水下三维重建系统，包括框架，框架左右两侧各设横向推进器，顶部两侧各设纵向推进器，顶部耐压仓内设有水下摄像机，并配有两个光源，框架中部设有外挂光度立体拍照装置，包括一个转动轴，转动轴上固定有高清水下摄像机，外周安装一个多爪支架，爪架数不少于三个，高清水下摄像机还配有可调式激光器，多爪支架末端分别安装带角度调节机构的LED光源，且LED光源等间距分布在高清水下摄像机四周，所述高清水下摄像机与多爪支架随转动轴转至高清水下摄像机的光路水平或竖直后，通过螺栓对转动轴进行锁定。本实用新型可通过岸基遥控实现座底、悬浮两种工作状态下的水下目标三维重建，数据获取速率快，且可获取目标区域颜色信息。

技术领域

本实用新型涉及一种可通过遥控方式进行水下目标定位与水下光度立体三维重建的装置及方法，属于水下视觉技术领域。

背景技术

水下三维成像技术是探索海洋的重要技术，可用于海底地形地貌探测、海底考古、海洋生物研究等领域。目前进行水下探测任务的装置主要依赖声纳，但是其存在探测精度低、返回数据无颜色信息等缺点，无法满足水下精确探测的要求。在此背景下，水下光学探测技术成为领域内的研究热点。

水下环境复杂多变，会对水下光学成像产生不利影响，既包括水体对光线的吸收、散射带来的图像整体偏暗、模糊和色偏外，还包括装置推进器运行导致的水体流动带来的图像模糊。

目前主流的水下光学成像装置可分为两大类：

(1)第一类是通过可见光获取图像然后处理，如已授权的发明专利“基于结构光技术和光度立体技术的水下三维重建装置及方法”(专利号：ZL 2015 1 10298.1)和“水下高精度三维重建装置及方法”(专利申请号：201610183822.7)中涉及的装置。这类装置的优势在于获取数据的速率快，可获取颜色信息；其不足在于要求装置必须座底拍摄，即其可拍摄区域位于装置正下方；

(2)第二类是通过获取的多帧激光图像，以扫描方式实现水下目标的三维重建，如加拿大2G ROBOTICS公司的产品级水下激光扫描仪(涉及专利“Laser scanner assembly”，专利号：8542413)。这类装置的优势在于不要求装置必须座底，可以在悬浮状态下工作；其不足在于，单纯采用激光扫描方式获取数据速率慢，且无法获取颜色信息。

发明内容

本实用新型涉及一种可通过遥控方式进行水下目标定位与水下光度立体三维重建的装置及方法。装置融合了上述两类水下光学成像装置的优势，可实现座底、悬浮两种工作状态下的水下目标三维重建，数据获取速率快，且可获取目标区域颜色信息。方法为基于单线激光优化的水下光度立体算法，可得到高精度的三维重建结果。

一种遥控水下三维重建系统，其特征在于包括一个框架，框架左右两侧各设有一个横向推进器，框架的顶部左右两侧各设有一个纵向推进器，框架顶部有一个耐压仓，该耐压仓内部设有一个水下摄像机，该水下摄像机配有两个光源，在框架内的中部设有一个外挂光度立体拍照装置，外挂光度立体拍照装置包括一个转动轴以及用于锁定转动轴的螺栓，转动轴上固定有一个高清水下摄像机，高清水下摄像机外周安装一个多爪支架，多爪支架的爪架数不少于三个，且高清水下摄像机位于多爪支架的中心，该高清水下摄像机还配有一个可调式激光器，多爪支架的末端分别安装一个带角度调节机构的LED光源，且LED光源等间距分布在高清水下摄像机四周，所述高清水下摄像机与多爪支架随转动轴转至高清水下摄像机的光路水平或竖直后，通过螺栓对转动轴进行锁定。

所述激光器的光线图案为一字型图案。

该框架由PP材料制成，框架上还附有浮力材料。

激光器是一个可根据实际需要改变位置和角度的绿激光器(波长532nm)。

该耐压仓外部的壳体由亚克力材料制成。

框架的底部设有多个可手动锁止的滚轮5。