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水下激光三维重建系统与折射校正研究
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更新于2024-06-27
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本文档深入探讨了水下目标物三维激光重建方法的研究,着重于激光扫描技术在水下环境中的应用及其优势。相比于传统的声呐技术,激光扫描不受海水温度和盐度影响,能提供高分辨率的图像,这对于水下工程建设(如精确勘测和设备检查)、军事应用(如目标监测与救援支持)以及海洋科研(如资源探查和地形绘图)具有重要意义。 研究者们已经取得了显著进展,例如德国Julius-Maximilians-University的激光扫描系统能够实现525nm波长的精细扫描,静态和动态情况下重建误差均保持在5cm以内。加州大学斯克里普斯海洋学研究所的创新则在于线激光扫描成像系统,利用大相机技术和分光、扫描或脉冲系统降低后向散射和体积散射的影响。中国海洋大学杨宇团队开发的多通道RGB激光扫描系统,能够实现毫米级的高分辨率真彩色三维重建,包括目标的彩色纹理信息。 华北水利水电大学徐望博等人设计的基于多线结构光的测量系统在2.45m的距离上能达到1.6443mm的平均误差,显示了极高的测量精度。然而,尽管图像处理和水体散射校正方面取得了很多成果,防水装置引起的折射问题对视角准确性和成像质量的影响仍然是一个挑战。 因此,论文的核心内容是针对这些挑战,作者设计并研发了一套基于旋转扫描的水下高精度三维重建系统,同时提出了针对防水装置折射校正的算法。通过与标准球尺寸的比较分析,验证了新系统的可行性和折射校正算法的有效性。这一研究不仅提升了水下目标物的三维重建精度,也为解决实际应用中的技术难题提供了新的解决方案。本文档为水下激光扫描技术的进一步发展和优化提供了理论支持和技术路径。
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