[发明专利]水下静止及高速移动目标三维成像方法及成像系统

摘要

本发明涉及一种水下静止及高速移动目标三维成像方法及成像系统，为解决现有技术测量精度低问题，包括激光器、光束整形系统、矩形光栅或者正弦光栅、单色傅立叶变换透镜、频谱选择器、波片、单色变倍率镜头、精密丝杠、精密导轨、高速振镜、高清高速摄像机、AUV水密舱a、AUV水密舱b、计算机及软件分析系统、数据存储器、无线发射器、同步通信控制系统的系统利用投影输出二维正弦光强靶标对水下目标照射的同时，再利用高清高速摄像机对所述被照射水下目标变形图像同步采集，计算机及软件处理系统将采集的变形图像进行相应的图像、图形计算，完成对待测水下目标的三维成像及模式识别处理，并将数据及分析结果存储于数据存储器中，便于适时读取或者适时将数据通过无线方式传输至基站。具有测量精度高，利于大面积测量的优点。

主权项

1.一种水下静止及高速移动目标三维成像方法，其特征在于利用投影输出二维正弦光强靶标图像对水下目标照射的同时，再利用高清高速摄像机对被照射水下目标变形图像同步采集，计算机及软件处理系统将采集的变形图像进行相应的图像、图形计算，完成对待测水下目标的三维成像及模式识别处理，并将数据及分析结果存储于数据存储器中，便于适时读取或者适时将数据通过无线方式，传输至水面、空中，或者陆地基站；激光束是利用波片、矩形光栅、滤光片及光学空间滤波器，进行空间分频、合成，产生任意空间频率的二维正弦光强靶标结构光；在下列系统上实现，所述系统包括激光器、光束整形系统、矩形光栅或者正弦光栅、单色傅立叶变换透镜、频谱选择器、波片、单色变倍率镜头、精密丝杠、精密导轨、高速振镜、高清高速摄像机、AUV水密舱a、AUV水密舱b、计算机及软件分析系统、数据存储器、无线发射器、同步通信控制系统：光束整形系统位于激光器的后面对激光束扩束、准直、整形；矩形光栅位于光束整形系统的后面，并使矩形光栅定位在单色傅立叶变换透镜的前焦平面上；波片及频谱选择器位于单色傅立叶变换透镜的后焦平面上，并定位于单色变倍率镜头的前焦平面上；高速振镜位于单色变倍率镜头后面，用以大幅度扩大视场范围；上述元器件全部位于精密丝杠和精密导轨上，并置于AUV水密舱a中；高清高速摄像机以及计算机及软件分析系统、数据存储器、无线发射器置于AUV水密舱b中；计算机及软件分析系统对高清高速摄像机获取的图像进行识别判断，并将数据及分析结果存储于数据存储器中，便于适时读取；无线发射器实时，或者适时将数据通过无线方式，传输至水面、空中，或者陆地基站；AUV水密舱a和AUV水密舱b的相对位置，构成测量基线，根据三角形定位原理，需要根据目标的距离确定；距离比较远的情况下，AUV水密舱a和AUV水密舱b构成的测量基线要远一些；测量距离比较近的情况下，AUV水密舱a和AUV水密舱b分置或合二为一，内部功能区域需要划分为正弦光强靶标投影输出区和高速摄像、存储分析及信号发射区；同步通信控制系统实现正弦光强靶标的投影输出和拍摄动作同步进行；同步通信控制系统实现投影输出和拍摄动作同步进行。