基于偏振技術(shù)的藍(lán)綠激光水下成像系統(tǒng)設(shè)計(jì).pdf

1、目前,對(duì)水下目標(biāo)的探測(cè)和識(shí)別都依賴于光強(qiáng)測(cè)量,但當(dāng)光強(qiáng)差別不明顯或目標(biāo)背景很雜亂時(shí),光強(qiáng)測(cè)量無(wú)法將目標(biāo)從背景中識(shí)別出來(lái)。利用光的偏振特性可以克服光強(qiáng)差太小所帶來(lái)的探測(cè)困難,因此,本文主要研究基于偏振技術(shù)的激光水下成像系統(tǒng),深入分析偏振技術(shù)運(yùn)用于水下成像系統(tǒng)的可行性,設(shè)計(jì)了基于偏振技術(shù)的藍(lán)綠激光水下成像系統(tǒng),并對(duì)其進(jìn)行性能分析及仿真,開(kāi)發(fā)了水下成像系統(tǒng)的視頻采集和圖像處理軟件。
　　理論分析方面。分析了影響系統(tǒng)成像質(zhì)量的相關(guān)因素,對(duì)

2、偏振技術(shù)應(yīng)用于激光水下成像系統(tǒng)的成像機(jī)制進(jìn)行了研究,給出了相關(guān)偏振參數(shù)測(cè)量方法。證明了利用目標(biāo)反射光和水體散射光的解偏振度差異可分離散射光和信號(hào)光,以此提高系統(tǒng)的成像質(zhì)量。并對(duì)基于偏振技術(shù)藍(lán)綠激光水下成像系統(tǒng)所涉及的調(diào)制傳遞函數(shù)(MTF)進(jìn)行了分析和性能仿真。
　　系統(tǒng)設(shè)計(jì)方面。將距離選通技術(shù)與偏振技術(shù)相結(jié)合,對(duì)原有系統(tǒng)進(jìn)行了創(chuàng)新性改進(jìn)。搭建了新系統(tǒng)測(cè)試平臺(tái),對(duì)基于偏振技術(shù)的距離選通水下成像系統(tǒng)進(jìn)行了測(cè)試與驗(yàn)證。由測(cè)試結(jié)果可知:基

3、于偏振技術(shù)的距離選通水下成像系統(tǒng)一方面從時(shí)域上分離信號(hào)光和后向散射光,另一方面通過(guò)目標(biāo)反射光和水體散射光解偏振度的差異抑制后向散射光,從而提高系統(tǒng)所成圖像的對(duì)比度。實(shí)驗(yàn)表明:所改進(jìn)系統(tǒng)成像效果優(yōu)于單一使用距離選通或是偏振技術(shù)的成像系統(tǒng)。并且給出起偏器與檢偏器夾角、接收光功率和圖像對(duì)比度三者相互關(guān)系。
　　視頻采集與圖像處理方面。針對(duì)水下激光成像系統(tǒng)中所采集的圖像普遍存在容易飽和,對(duì)比度不強(qiáng),層次不清等缺點(diǎn),通過(guò)后期圖像處理解決。基