[实用新型]水下目标三维成像采集装置

说明书

本实用新型公开了一种水下目标三维成像采集装置，包括主动光源阵列、光学图像传感器和控制系统。控制系统包括光源强度控制模块和控制模块；光源强度控制模块与主动光源阵列连接，控制主动光源阵列中点光源的光源强度进行周期性变化，光源强度控制模块与控制模块相连，光学图像传感器与控制模块相连，实现图像存储及处理功能。随着光源强度的周期变化，不同距离的目标部分会依次达到可被采集到反射光线的信噪比，控制模块可以得到视野内最大光强情况下所有目标的远近信息，便于后续进行三维轮廓成像。该实用新型结构简单，适用河道、湖泊和海洋中的水下成像，具有很好的应用前景。

技术领域

本实用新型属于水下成像领域，具体涉及了一种水下目标三维成像采集装置。

背景技术

近几年来，随着人们对海洋、湖泊领域的不断探索，水下成像愈发重要。水下成像已经成为光学和海洋学科的重要研究方向。然而由于水下情况的复杂性和不确定性，以及成像质量受到水体的吸收作用和散射作用影响，水下成像的质量仍不尽如人意。目前水下成像主要分为几种方式：一种是水下主动照明成像，采用高功率的主动照明设备，在高损耗的情况下保证成像回波信号的绝对能量；另一种是水下激光扫描成像，通过激光照明结合线扫描或点扫描的方式对目标进行采样后将信号按位置拼接得到目标的灰度图像，但这种方式由于其多次采样的原因，成像速度较慢；还有一种是水下距离选通成像技术，采用主动脉冲照明方式，使得后向散射光和目标反射光到达成像接收器件具有时间差，通过控制成像快门的开闭，将非目标反射光束到达时间段的光束隔离在接受器件之外，只接收目标反射光束到达时间段的光信号，达到排除杂散光干扰，提高接收数据的信噪比的目的，进而增加成像距离和提高成像质量，但该技术单次成像只能获取预设好距离的目标。以上这些成像方式均是针对水下干扰所做出的改进设计，只能采集到目标物体的二维信息而无法实现三维轮廓的成像。

因此，水下成像领域仍有很大的探索空间，需要一种更加方便和高灵敏度的水下目标三维成像设备。

实用新型内容

基于此，本实用新型针对上述问题，提出一种水下目标三维成像采集装置。

本实用新型提出一种水下目标三维成像采集装置，包括：主动光源阵列、光学图像传感器和控制系统，所述控制系统与主动光源阵列、光学图像传感器相连，所述主动光源阵列包含若干个以环形排布的方式布置于光学图像传感器周围的光源透镜组，所有光源透镜组设置在同一平面，光源透镜组的光源强度周期性变化。

可选的，所述控制系统包括光源强度控制模块和控制模块，光源强度控制模块与主动光源阵列连接，控制模块与光源强度控制模块相连，控制模块与光学图像传感器相连。

可选的，所述光源强度控制模块包括数模转换器、运算放大器、反馈电阻器、参考电阻器和输入电阻器，所述控制模块的数据输出引脚与数模转换器的输入引脚相连接，通过控制模块的数据输出控制数模转换器的输出电平，经过运算放大器和反馈电阻器、参考电阻器、输入电阻器所组成的放大电路后与主动光源阵列相连。

可选的，所述光源透镜组中包含一个点光源以及对应的透镜，所述点光源为全向光源。

可选的，不同光源透镜组的照射范围有一定的向外偏转角度，且各个不同光源透镜组的照射范围之间有一定的重叠部分。

可选的，光源透镜组和光学图像传感器之间有一定间隔，相邻两个光源透镜组之间也有一定间隔。

可选的，该装置有两种工作模式：

第一种工作模式，光源透镜组中的点光源依次亮起并进行光源强度的周期变化；

第二种工作模式，光源透镜组中的点光源同时亮起并进行光源强度的周期变化。

有益效果：