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基于图像的水下三点激光测距方法研究

胡波 张云菲 吴超鹏 杨永 陈宗恒 宋宏 陶军

胡波, 张云菲, 吴超鹏, 杨永, 陈宗恒, 宋宏, 陶军. 基于图像的水下三点激光测距方法研究[J]. 红外与激光工程, 2019, 48(10): 1005011-1005011(10). doi: 10.3788/IRLA201948.1005011
引用本文: 胡波, 张云菲, 吴超鹏, 杨永, 陈宗恒, 宋宏, 陶军. 基于图像的水下三点激光测距方法研究[J]. 红外与激光工程, 2019, 48(10): 1005011-1005011(10). doi: 10.3788/IRLA201948.1005011
Hu Bo, Zhang Yunfei, Wu Chaopeng, Yang Yong, Chen Zongheng, Song Hong, Tao Jun. Image-based three-beam underwater laser ranging method[J]. Infrared and Laser Engineering, 2019, 48(10): 1005011-1005011(10). doi: 10.3788/IRLA201948.1005011
Citation: Hu Bo, Zhang Yunfei, Wu Chaopeng, Yang Yong, Chen Zongheng, Song Hong, Tao Jun. Image-based three-beam underwater laser ranging method[J]. Infrared and Laser Engineering, 2019, 48(10): 1005011-1005011(10). doi: 10.3788/IRLA201948.1005011

基于图像的水下三点激光测距方法研究

doi: 10.3788/IRLA201948.1005011
基金项目: 

国家自然科学基金青年科学基金(41606071);中国大洋矿产资源研究开发协会资源环境类课题(DY135-C1-1-08)

详细信息
    作者简介:

    胡波(1986-),男,工程师,主要从事水下光学和机器人相关方面的研究。Email:huboqf@foxmail.com

  • 中图分类号: P714

Image-based three-beam underwater laser ranging method

  • 摘要: 基于光学成像原理和激光三角测距法,提出将三个点激光器与水下相机结合、根据水下光学图像对水下目标物距离进行测量的思路。建立了激光束与目标物垂直、与目标物之间存在旋转角、存在俯仰角三种情况下的三点激光测距理论模型,推导了目标物距离与水下激光光斑图像之间的数学关系,在此基础上得到了三种情况下的三点激光测距公式。研制了系统样机,并通过空气中和水下的距离测量实验,测试了测距模型和定标算法的误差。实验结果显示,在8.4 m范围内,使用统一测距公式对距离进行测量时,测距误差最大值约为35 cm,平均测量误差小于15 cm。研究成果可望用于水下目标较近距离的精确测距。
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出版历程
  • 收稿日期:  2019-06-05
  • 修回日期:  2019-07-15
  • 刊出日期:  2019-10-25

基于图像的水下三点激光测距方法研究

doi: 10.3788/IRLA201948.1005011
    作者简介:

    胡波(1986-),男,工程师,主要从事水下光学和机器人相关方面的研究。Email:huboqf@foxmail.com

基金项目:

国家自然科学基金青年科学基金(41606071);中国大洋矿产资源研究开发协会资源环境类课题(DY135-C1-1-08)

  • 中图分类号: P714

摘要: 基于光学成像原理和激光三角测距法,提出将三个点激光器与水下相机结合、根据水下光学图像对水下目标物距离进行测量的思路。建立了激光束与目标物垂直、与目标物之间存在旋转角、存在俯仰角三种情况下的三点激光测距理论模型,推导了目标物距离与水下激光光斑图像之间的数学关系,在此基础上得到了三种情况下的三点激光测距公式。研制了系统样机,并通过空气中和水下的距离测量实验,测试了测距模型和定标算法的误差。实验结果显示,在8.4 m范围内,使用统一测距公式对距离进行测量时,测距误差最大值约为35 cm,平均测量误差小于15 cm。研究成果可望用于水下目标较近距离的精确测距。

English Abstract

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