水下光电成像技术ppt

水下光电成像技术简介激光距离选通成像技术是当前国内外不断发展且应用有效的水下光电成像技术之一,国外20世纪90年代后陆续公开了一些水下光电成像探测系统和实验结果。

结合海洋资源勘探、水下救援和侦察等应用领域的需求,全面介绍并对比分析了当前国内外典型水下激光距离选通成像装置和性能水平,讨论了其技术特点,对水下激光距离选通成像技术的发展和装置应用具有意义。

激光距离选通成像技术是当前国内外不断发展且应用有效的水下光电成像技术之一,国外20世纪90年代后陆续公开了一些水下光电成像探测系统和实验结果。

结合海洋资源勘探、水下救援和侦察等应用领域的需求,全面介绍并对比分析了当前国内外典型水下激光距离选通成像装置和性能水平,讨论了其技术特点,对水下激光距离选通成像技术的发展和装置应用具有意义。

我国宽广的海域具有丰富的资源，但由于与周边国家存在一些海域的归属争议，特别是近年来对能源的需求和国际势力的插手，更加剧了我国周边海域出现战事争端和资源争夺的可能。

针对深海资源开发、海洋科研以及水下工程作业、考古和救援的迫切需求，研究适合载人潜水器、遥控潜水器、自治式潜水器、水下滑翔器、水下救援等高分辨力水下目标探测、观察、定位和分析技术成为国内外研究的重要方向。

目前水下成像探测技术主要有声探测和光电探测两种途径。

声探测技术探测距离较远，但成像的空间分辨力较差，难以完全适应高分辨力成像的需要；光电成像探测技术分辨力高，但由于光线在水中快速衰减，在一定深度以下往往需要辅助照明，且由于照明光后向散射的影响，使得人眼直接观察以及传统连续照明电视成像的有效作用距离较短，因此，提高水下光电成像系统的作用距离和细节分辨能力需要采用特殊的光电成像方法。

本文将重点分析国内外水下光电成像技术与系统研究进展，特别是激光扫描成像、偏振成像等几种特殊的水下光电成像技术，希望对国内有关方面的研究具有参考作用。

1 几种水下光电成像技术与系统国外从20世纪70年代开始主被动水下光电成像探测技术的研究，90 年代后陆续公开了一些水下光电成像探测系统和实验结果。

水下激光成像技术原理
水下激光成像技术是一种应用激光技术进行水下成像的方法。

它利用激光的高能量和直线传输特性，通过水下激光扫描，将目标物体表面反射的激光信号转化成图像。

水下激光成像技术主要包括两种方式：直接成像和间接成像。

直接成像是将激光束直接照射在目标物体表面，然后将反射的光信号转换成电信号进行处理，最终得到物体表面图像。

间接成像是先将激光束照射在水下的散射介质上，产生散射光信号，然后将散射光信号转换成电信号，最终得到物体表面图像。

水下激光成像技术在水下探测、水下机器人、水下搜救等领域有着广泛的应用。

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水下激光成像技术原理
水下激光成像技术是一种以激光检测的水下成像技术，可以用于进行水下目标的不同尺度下的视觉和机器视觉测量。

它可用于快速，精准，有效地测量水下目标的形状，位置和位置。

水下激光成像技术主要分为两个部分，即激光检测和图像处理。

激光检测部分主要包括激光束的发射和接收过程，以实现水下目标的激光测量。

激光发射设备有激光发射设备，激光发射器，激光散射仪，激光系数计等。

在接收端，它可以通过激光探测器和光谱仪获得探测到的物体的3D信息和距离。

图像处理是指从激光雷达探测的数据中提取水下物体的尺寸和形状信息，并将其转换成具有可视意义的图像。

主要包括图像分割，分类，特征提取，识别和分析等步骤。

其中，图像分割从低精度的激光图像中提取物体的轮廓，并以此进行分割。

特征提取通过确定某些特殊特征来识别水下物体。

最后，有分析部分，用于从提取的信息中得出相应的结论。

2021.16科学技术创新水下光学成像技术及应用孙鹏(上海瑞洋船舶科技有限公司,上海201108)水下成像技术主要应用于水下作业,在水这种介质中传播时光的能量会有较多损耗,同时容易产生光噪声,而且光在水中会发生折射和散射,这样一方面会造成光的能量受损成像质量差,另一方面系统成像距离受损。

在水下成像技术发展的初级阶段,虽然能通过增加光的强度的方法改善成像效果,但光会出现反向噪声的问题。

近年来激光技术得到了广泛研究与发展,激光被应用到水下成像技术,发展出了水下激光成像技术。

采用激光,能改善光的散射效应和吸取功率减退效应,这样一来水下成像质量得到了极大的提高,同时也增加了勘测的距离。

目前水下激光成像系统广泛应用于海洋开发、军事、工程应用方面,比如海上走私船监视、海上军事装备的检修与监控、海底军事目标的搜查以及海底隧道的勘测维修等。

近几年水下成像技术发展迅速,在实用阶段取得了良好的效果,尤其是在系统成像深度及效果方面进步显著,这些进步与激光技术和先进成像技术的发展密不可分。

但是在面对内河水域,尤其是水质浑浊甚至潜水员在水下的能见度为零的时候,常规水下成像技术显得力不从心,在确定水下物品价值、水下物品型号等方面显得捉襟见肘,无法及时完成水下作业的前期考察准备工作。

因此在浑水、含泥沙量大、潜水员在水中能见度为零或近似于零的水域下研发一种浑浊水域水下光学成像设备称为当前亟待解决的技术问题。

1水下成像技术原理及其重要性在自然环境下,高效获取图像信息并对其进行处理和分析较为困难,这是因为在光学成像系统内,其自身的能见度和所得图像的对比度过低,无法得到高质量图像信息。

具体而言,光在水体中存在能量损失和散射,使得有效光线在传输过程中失真,造成成像模糊,无法达到水下勘测目的。

此外,光在水中受水中物质影响会出现光噪声,对目标反射光造成了很大的干扰,这会降低图像的对比度。

因此水下光学成像退化的主要原因就是水会不同程度地吸收不同光波;水中悬浮颗粒造成光的散射;当光穿过水体时,水体中存在多种物质的单位长度对不同光波的光的衰减作用各不相同,这会导致图像的颜色失真。

水下激光照明成像技术原理
水下激光照明成像技术是近年来在水下探测和研究领域中的一项关键技术。

它通过利用高能量的激光灯将水下区域照亮，然后利用相机或其他成像设备捕捉照亮的区域的图像，从而获取关于水下环境的详细信息。

该技术已被广泛应用于海洋研究、油气勘探、海洋资源开发、水下考古和水下救援等领域中。

水下激光照明成像技术的原理主要基于光在水中传播的物理特性。

由于水分子的密度高，光线在水中传播时会发生散射、吸收等阻碍，导致能量损失和图像模糊。

因此，传统的水下成像技术往往受到限制。

而水下激光照明成像技术则利用了激光束在水中传播时的一些独特特性，从而克服了这些限制。

首先，激光在水中传播时会产生高度定向的光束，能量损失很小，因此能够达到更远的距离，提供更清晰的图像。

同时，激光照明还能够产生反射和散射光，这使得它能够在水中突破一些遮挡物的限制，提高水下成像的准确度。

此外，激光在水中传播还会产生荧光效应，这使得采集到的图像能够呈现出更多的细节和信息。

水下激光照明成像技术的应用非常广泛，不仅能够帮助科学家研究海底的生态环境和地质结构，还可以用于寻找漏油点、查找海底遗址、
监控水下管道和设施等。

而且，随着激光技术和成像技术的不断发展，水下激光照明成像技术的应用将更加广泛，也将为人类更好地了解和
利用水下世界提供更多的帮助。

水下激光成像技术原理
水下激光成像技术利用激光束在水中传播时的反射、散射和吸收等特性，通过控制激光束的方向、功率、波长等参数，获取水下目标的三维信息。

具体而言，激光束在水中遇到物体时会一部分被反射回来，一部分被散射，还有一部分被吸收。

通过测量反射回来的光的时间延迟和强度，可以计算出物体与激光源的距离和形状等信息，从而实现对水下物体的成像。

水下激光成像技术可应用于海洋测量、水下考古、海底资源勘探等领域。

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