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摘要：我们国家海域辽阔,海洋物种繁多,海底地貌复杂多样,油气资源丰富,开发和利用海洋资源已经成为我国建设海洋强国的必由之路。对水下目标的精确定位也成为急需解决的不足。光源在水中照明时,由于水介质和水中微粒的吸收和散射,光能量损耗很多,而且产生严重的散射光,降低了成像质量,降低了定位精度。针对以上不足,提出一种新的水下目标图像探测策略——非均匀光场水下目标图像探测策略。该光场有效的降低了后向散射光的影响,能获得较远的水下探测距离。结合非均匀光场,我利用双目视觉技术,来获取水中目标的三维世界景物的姿态、形态、运动和深度等信息,以而实现水下目标的精确定位。本论文首先分别介绍了目前水下图像探测和双目立体视觉的主要技术及进展近况,其次介绍了目前水下非均匀光场目标探测策略以及以集束光源为手段建立的水下探测系统,然后详细的介绍了双目立体视觉技术,包括双目立体视觉原理、摄像机标定、立体匹配和三维坐标计算。最后利用我们设计的水下双目立体视觉系统进行了的实验,实验结果表明本系统可以精确测量水下物体的距离信息,对下一步实验进行了实验案例的设计和改善,并针对实验结果对本系统所用的匹配算法与软件提出了改善意见。关键词：非均匀光场论文双目立体视觉论文水下目标定位论文立体匹配论文
摘要5-6
Abstract6-10
0 前言10-11
1 水下视觉技术的进展及近况11-14
2 双目立体视觉技术的进展及近况14-17
3 水下非均匀光场目标探测策略及非均匀光场的建立17-19
3.1 水下非均匀光场目标探测策略17-18
3.1.1 普通光源水下探测系统17
3.1.2 偏振技术17-18
3.2 建立水下非均匀光场18-19
4 双目立体视觉系统19-45
4.1 双目立体视觉基本原理19-21
4.2 双目立体视觉系统的结构21-26
4.2.1 图像采集的相关软硬件介绍21-24
4.2.2 图像获取24
4.2.3 摄像机标定24-25
4.2.4 图像处理25
4.2.5 立体匹配25
4.2.6 三维信息获取25-26
4.3 双目立体视觉模型26-33
4.3.1 摄像机成像模型26-29
4.3.2 针孔成像几何模型29-31
4.3.3 非线性模型31-33
4.4 摄像机标定33-35
4.5 立体匹配35-41
4.5.1 立体匹配的原理36-39
4.5.2 立体匹配策略39-41
4.6 三维坐标计算41-45
5 实验历程及结果45-56
5.1 同步图像采集45
5.2 双目标定45-47
5.3 图像预处理与立体匹配47-49
5.4 三维坐标获取49-54
实验49-54
5.5 实验结果浅析54
5.6 水下非均匀光场双目立体视觉三维定位技术实验设计54-56
6 总结与展望56-58
6.1 全文总结56-57
6.2 展望57-58