水下线结构光自扫描三维测量技术研究

"水下线结构光自扫描三维测量技术是一种创新的水下物体三维测量方法，旨在实现高速度和大范围的测量。该技术利用振镜反射激光面至被测水下区域，激光与物体表面相交形成光条，通过摄像机捕捉这些光条。在图像处理阶段，通过对像面上光条每个点的位置分析，计算因水的折射导致的偏移，并进行补偿。然后，应用考虑折射效应的光平面水中部分在振镜坐标系的方程，可以求解出物体表面的三维坐标。 文章详细介绍了该技术的实施步骤和理论基础。首先，激光通过振镜在水下空间创建一个可移动的光条，这个过程称为自扫描。其次，摄像机记录下光条在水中的投影，由于水的折射，光条的形状和位置会发生改变。接着，通过对图像的分析，精确地确定每个点的折射偏移，这一步至关重要，因为水的折射率不同于空气，会对光线路径产生显著影响。最后，利用激光三角测量原理，结合折射校正后的光平面方程，可以重构出物体表面的三维几何信息。 实验结果显示，该水下自扫描系统模型及测量方法在深度0.5到1米，测量高度0.5米，测量宽度0.6米的范围内，能够达到0.7毫米的高精度。这项技术的成功验证了其在水下三维测量领域的实用性和准确性，对于水下考古、海洋工程、水下机器人导航等多个领域具有重要意义。 关键词：水下测量、视觉探测、线结构光、激光三角法、折射。" 该技术的创新之处在于克服了水下环境对光学测量的挑战，如折射效应，实现了精确的三维重建。同时，通过振镜的自扫描机制，提高了测量的速度和覆盖范围。这种技术的应用前景广阔，可以用于水下设施的检测、海底地形测绘、水下目标识别等多种场景。