一種用于水下圖像尺度標注的裝置及方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于水下圖像處理領域，特別涉及一種用于水下圖像尺度標注的裝置及方法。
【背景技術】
[0002]隨著人類對海洋世界的開發越來越深入，深海潛水器作為海洋開發的主要工具，已成為各國的研究重點。
[0003]深海潛水器在水下作業過程中經常需要對水下目標進行照相。目前使用的水下照相成像中均不含圖像尺度標定功能，其不足是無法根據成像結果推算所拍攝目標的實際尺寸。
【發明內容】
[0004]針對現有技術的不足，本發明提供一種用于水下圖像尺度標注的裝置及方法，利用該裝置及分析方法能夠根據成像推算所拍攝照片的實際成像幅度大小。
[0005]本發明為實現上述目的所采用的技術方案是:
[0006]一種用于水下圖像尺度標注的裝置，紅光點狀激光器與照相機平行且同向放置，共同設置于深海潛水器載體的底部；密封罩罩于所述紅光點狀激光器外，在密封罩靠近紅光點狀激光器發射端一側密封接有有機玻璃罩。
[0007]所述紅光點狀激光器為兩個。
[0008]一種用于水下圖像尺度標注的方法，包括以下步驟:
[0009]兩個紅光點狀激光器同時向水下拍攝目標區域發射兩條激光束，激光束在目標區域內形成兩個間距距離固定的激光標記；
[0010]照相機拍照完成后，根據兩個激光標記在圖像中的距離，和已知兩激光標記實際間隔，計算圖像實際拍攝區域尺寸，進而推算光學探測面積。
[0011]所述計算圖像實際拍攝區域尺寸包括以下步驟:
[0012]L實=(L實圖/L標圖)XL標實
[0013]其中，L實為實際拍攝區域尺寸，L實圖為在成像照片上該區域尺寸，L標圖為在成像圖片上激光標記的尺寸，L標實為已知的激光標記間隔的固定間距。
[0014]本發明具有以下有益效果及優點:
[0015]將本發明應用于深海潛水器的水下圖像成像系統中，每張照片上都有固定尺寸的激光標記，根據該已知尺寸刻度可以推算該張照片的實際成像幅度大小，進而推算光學探測面積。
【附圖說明】
[0016]圖1是本發明的硬件結構圖；
[0017]圖2是本發明的方法實現圖；
[0018]其中I為紅光點狀激光器；2為照相機，3為密封罩，4為有機玻璃罩。
【具體實施方式】
[0019]下面結合附圖及實施例對本發明做進一步的詳細說明。
[0020]利用激光高亮度及高方向性的特點，在照相機拍照過程中使用紅光激光器進行水下圖像尺度標注。
[0021]具體實現方法為使用兩個相同的紅光激光器向拍攝目標區域發射相互平行的紅色激光束，紅色激光束間距為固定尺寸。在圖像成像后，會在圖像中看見兩個紅色激光點，已知兩紅色激光點實際間距，再根據照片上激光點間距及照片尺寸，即可推算出照片拍攝實際范圍以及所拍攝目標的尺寸。
[0022]水下圖像尺度標注的裝置如下:
[0023]如圖1所示，水下圖像尺度標注的裝置由紅光激光器、密封罩以及有機玻璃罩組成。其中，紅光激光器的作用是發射激光束用于圖像尺度標定；密封罩的作用是保護內部的紅光激光器，使其在水下工作時能夠承受水壓的壓力；有機玻璃罩的作用是使紅外激光器發射的紅光能夠無散射穿越外面的防護罩照射到目標區域，在照片上成像。
[0024]水下圖像尺度標注裝置與照相機共同安裝于深海潛水器載體的底部，與照相機平行放置，調整校準使兩個紅外激光器發射的激光束平行且間隔固定尺寸。
[0025]水下圖像尺度標注的方法如下:
[0026]如圖2所示，照相機在水下拍攝目標區域同時兩個紅光激光器發射兩條激光束，激光束在目標區域內形成兩個間距固定距離的激光標記。在拍照完成后，根據兩個激光標記在圖像中的距離，并已知兩激光標記實際間隔，從而推算出該幅照片實際成像幅度大小，從而推算光學探測面積。
[0027]其計算公式為:L實=(L實圏/L標圏)X L標實
[0028]其中，1^為實際拍攝區域尺寸，Lsw為在成像照片上該區域尺寸，L_為在成像圖片上激光標記的尺寸，L _為已知的激光標記間隔的固定間距。
[0029]舉例說明:本發明應用在某深海潛水器的光學探測水下圖像標記中，激光標記固定為200mm，根據測量在照片中激光標記間隔約為10mm，而圖像尺寸為246mmX 198mm(寬X高)，由此推算出該照片實際成像幅度大小為4920X3690mm(寬X高)，從而推算出在目前距離海底深度下，每張照片的光學探測面積為18.155平方米。
【主權項】
1.一種用于水下圖像尺度標注的裝置，其特征在于:紅光點狀激光器與照相機平行且同向放置，共同設置于深海潛水器載體的底部；密封罩罩于所述紅光點狀激光器外，在密封罩靠近紅光點狀激光器發射端一側密封接有有機玻璃罩。2.根據權利要求1所述的用于水下圖像尺度標注的裝置，其特征在于:所述紅光點狀激光器為兩個。3.一種用于水下圖像尺度標注的方法，其特征在于，包括以下步驟: 兩個紅光點狀激光器同時向水下拍攝目標區域發射兩條激光束，激光束在目標區域內形成兩個間距距離固定的激光標記； 照相機拍照完成后，根據兩個激光標記在圖像中的距離，和已知兩激光標記實際間隔，計算圖像實際拍攝區域尺寸，進而推算光學探測面積。4.根據權利要求3所述的用于水下圖像尺度標注的方法，其特征在于:所述計算圖像實際拍攝區域尺寸包括以下步驟: L實=(L實圏/L標圏)X L標實 其中，1^為實際拍攝區域尺寸，Lsw為在成像照片上該區域尺寸，Lss為在成像圖片上激光標記的尺寸，L _為已知的激光標記間隔的固定間距。
【專利摘要】本發明涉及一種用于水下圖像尺度標注的裝置及方法，紅光點狀激光器與照相機平行且同向放置，共同設置于深海潛水器載體的底部；密封罩罩于所述紅光點狀激光器外，在密封罩靠近紅光點狀激光器發射端一側密封接有有機玻璃罩。本發明應用于深海潛水器的水下圖像成像系統中，每張照片上都有固定尺寸的激光標記，根據該已知尺寸刻度可以推算該張照片的實際成像幅度大小，進而推算光學探測面積。
【IPC分類】G01B11/28, G01C11/02
【公開號】CN105627994
【申請號】CN201410692681
【發明人】李吉旭, 劉健, 徐會希, 許以軍, 趙宏宇, 劉大勇, 石凱
【申請人】中國科學院沈陽自動化研究所
【公開日】2016年6月1日
【申請日】2014年11月26日