一种用于水下图像尺度标注的装置及方法
【技术领域】
[0001]本发明属于水下图像处理领域，特别涉及一种用于水下图像尺度标注的装置及方法。
【背景技术】
[0002]随着人类对海洋世界的开发越来越深入，深海潜水器作为海洋开发的主要工具，已成为各国的研究重点。
[0003]深海潜水器在水下作业过程中经常需要对水下目标进行照相。目前使用的水下照相成像中均不含图像尺度标定功能，其不足是无法根据成像结果推算所拍摄目标的实际尺寸。
【发明内容】
[0004]针对现有技术的不足，本发明提供一种用于水下图像尺度标注的装置及方法，利用该装置及分析方法能够根据成像推算所拍摄照片的实际成像幅度大小。
[0005]本发明为实现上述目的所采用的技术方案是:
[0006]一种用于水下图像尺度标注的装置，红光点状激光器与照相机平行且同向放置，共同设置于深海潜水器载体的底部；密封罩罩于所述红光点状激光器外，在密封罩靠近红光点状激光器发射端一侧密封接有有机玻璃罩。
[0007]所述红光点状激光器为两个。
[0008]一种用于水下图像尺度标注的方法，包括以下步骤:
[0009]两个红光点状激光器同时向水下拍摄目标区域发射两条激光束，激光束在目标区域内形成两个间距距离固定的激光标记；
[0010]照相机拍照完成后，根据两个激光标记在图像中的距离，和已知两激光标记实际间隔，计算图像实际拍摄区域尺寸，进而推算光学探测面积。
[0011]所述计算图像实际拍摄区域尺寸包括以下步骤:
[0012]L实=(L实图/L标图)XL标实
[0013]其中，L实为实际拍摄区域尺寸，L实图为在成像照片上该区域尺寸，L标图为在成像图片上激光标记的尺寸，L标实为已知的激光标记间隔的固定间距。
[0014]本发明具有以下有益效果及优点:
[0015]将本发明应用于深海潜水器的水下图像成像系统中，每张照片上都有固定尺寸的激光标记，根据该已知尺寸刻度可以推算该张照片的实际成像幅度大小，进而推算光学探测面积。
【附图说明】
[0016]图1是本发明的硬件结构图；
[0017]图2是本发明的方法实现图；
[0018]其中I为红光点状激光器；2为照相机，3为密封罩，4为有机玻璃罩。
【具体实施方式】
[0019]下面结合附图及实施例对本发明做进一步的详细说明。
[0020]利用激光高亮度及高方向性的特点，在照相机拍照过程中使用红光激光器进行水下图像尺度标注。
[0021]具体实现方法为使用两个相同的红光激光器向拍摄目标区域发射相互平行的红色激光束，红色激光束间距为固定尺寸。在图像成像后，会在图像中看见两个红色激光点，已知两红色激光点实际间距，再根据照片上激光点间距及照片尺寸，即可推算出照片拍摄实际范围以及所拍摄目标的尺寸。
[0022]水下图像尺度标注的装置如下:
[0023]如图1所示，水下图像尺度标注的装置由红光激光器、密封罩以及有机玻璃罩组成。其中，红光激光器的作用是发射激光束用于图像尺度标定；密封罩的作用是保护内部的红光激光器，使其在水下工作时能够承受水压的压力；有机玻璃罩的作用是使红外激光器发射的红光能够无散射穿越外面的防护罩照射到目标区域，在照片上成像。
[0024]水下图像尺度标注装置与照相机共同安装于深海潜水器载体的底部，与照相机平行放置，调整校准使两个红外激光器发射的激光束平行且间隔固定尺寸。
[0025]水下图像尺度标注的方法如下:
[0026]如图2所示，照相机在水下拍摄目标区域同时两个红光激光器发射两条激光束，激光束在目标区域内形成两个间距固定距离的激光标记。在拍照完成后，根据两个激光标记在图像中的距离，并已知两激光标记实际间隔，从而推算出该幅照片实际成像幅度大小，从而推算光学探测面积。
[0027]其计算公式为:L实=(L实圏/L标圏)X L标实
[0028]其中，1^为实际拍摄区域尺寸，Lsw为在成像照片上该区域尺寸，L_为在成像图片上激光标记的尺寸，L _为已知的激光标记间隔的固定间距。
[0029]举例说明:本发明应用在某深海潜水器的光学探测水下图像标记中，激光标记固定为200mm，根据测量在照片中激光标记间隔约为10mm，而图像尺寸为246mmX 198mm(宽X高)，由此推算出该照片实际成像幅度大小为4920X3690mm(宽X高)，从而推算出在目前距离海底深度下，每张照片的光学探测面积为18.155平方米。
【主权项】
1.一种用于水下图像尺度标注的装置，其特征在于:红光点状激光器与照相机平行且同向放置，共同设置于深海潜水器载体的底部；密封罩罩于所述红光点状激光器外，在密封罩靠近红光点状激光器发射端一侧密封接有有机玻璃罩。2.根据权利要求1所述的用于水下图像尺度标注的装置，其特征在于:所述红光点状激光器为两个。3.一种用于水下图像尺度标注的方法，其特征在于，包括以下步骤: 两个红光点状激光器同时向水下拍摄目标区域发射两条激光束，激光束在目标区域内形成两个间距距离固定的激光标记； 照相机拍照完成后，根据两个激光标记在图像中的距离，和已知两激光标记实际间隔，计算图像实际拍摄区域尺寸，进而推算光学探测面积。4.根据权利要求3所述的用于水下图像尺度标注的方法，其特征在于:所述计算图像实际拍摄区域尺寸包括以下步骤: L实=(L实圏/L标圏)X L标实 其中，1^为实际拍摄区域尺寸，Lsw为在成像照片上该区域尺寸，Lss为在成像图片上激光标记的尺寸，L _为已知的激光标记间隔的固定间距。
【专利摘要】本发明涉及一种用于水下图像尺度标注的装置及方法，红光点状激光器与照相机平行且同向放置，共同设置于深海潜水器载体的底部；密封罩罩于所述红光点状激光器外，在密封罩靠近红光点状激光器发射端一侧密封接有有机玻璃罩。本发明应用于深海潜水器的水下图像成像系统中，每张照片上都有固定尺寸的激光标记，根据该已知尺寸刻度可以推算该张照片的实际成像幅度大小，进而推算光学探测面积。
【IPC分类】G01B11/28, G01C11/02
【公开号】CN105627994
【申请号】CN201410692681
【发明人】李吉旭, 刘健, 徐会希, 许以军, 赵宏宇, 刘大勇, 石凯
【申请人】中国科学院沈阳自动化研究所
【公开日】2016年6月1日
【申请日】2014年11月26日