[发明专利]基于线结构光的水下目标三维重建方法

摘要

本发明公开了一种基于线结构光的水下目标三维重建方法，按以下步骤顺序进行a、获取包含有深度信息的水下二维图像；b、对水下二维图像进行增强处理；c、对步骤b得到的二维图像进行降噪处理；d、对步骤c得到的二维图像进行图像边缘检测和图像形态处理，提取激光条纹的中心；e、对步骤d得到的二维图像进行标校；f、从步骤e所得二维图像获取三维坐标；g、利用计算机高级编程语言对三维坐标进行重建，即得到可视化的水下目标三维信息。本发明方法有效降低了由于水中悬浮物、海水对光的吸收和散射、非均匀光场等对探测精度的影响，完成了大角度、远距离的水下目标三维信息提取，实现了水下远距离、高精度、实时的目标三维探测。

主权项

一种基于线结构光的水下目标三维重建方法，其特征在于：按以下步骤顺序进行，步骤a、利用水下结构光测量系统完成对水下目标三维信息的采集，获取包含有深度信息的水下二维图像；步骤b、对水下二维图像进行增强处理，提高二维图像的清晰度和信噪比；步骤c、对步骤b得到的二维图像进行降噪处理，滤除二维图像中除了激光条纹外的噪声点；步骤d、利用梯度场构造偏微分方程模型的方法对步骤c得到的二维图像进行图像边缘检测和图像形态处理，提取出激光条纹的中心；步骤e、利用摄像机在水下不同深度获得的标校数据对步骤d得到的二维图像激光条纹的中心位置进行标校；校标数据的获得方法是：将标校板放在水下，在不同深度处检测标校板上激光条纹的位置，以此做为摄像机的标校数据；二维图像的标校过程是：首先将相机标定板放置在不同深度的水中，且相机标定板的法线方向与结构光源激光器(1)的光轴平行，从摄像机上获得激光条纹在相机标定板上的图像；然后通过所得图像计算出任一坐标点和其对应的空间坐标点之间的关系；最后通过直接线性变化法或RogerY.Tsai算法对步骤d获得的二维图像激光条纹的中心位置进行校正；步骤f、通过光学几何技术，从步骤e得到的二维图像中获取水下目标的三维坐标；步骤g、利用计算机高级编程语言，对步骤f采集到的三维坐标进行重建，即得到可视化的水下目标三维信息。