基于三角位移法姿态矫正的激光线扫描海底地形三维测绘

范承成; 德晓薇; 郭金家; 曹又文; 卢泽宇; 宋琳娜; 张喜林

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基于三角位移法姿态矫正的激光线扫描海底地形三维测绘

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作为一种三维成像技术,激光线扫描技术在海底目标探测和地形地貌测绘中获得了广泛应用。本文搭建了一套水下激光线扫描实验装置,对经过标定的激光线扫描装置获得的图像进行激光光条提取、特征提取匹配等图像处理后进行三维重建。在光条提取算法方面,针对水下散射粒子等干扰,结合单通道阈值法和灰度重心法提高了光条提取的精度,较其他光条中心提取算法有更强的鲁棒性;在特征提取匹配方面,提出了一种基于图像的三角位移估计法用于系统定位和位姿矫正,该方法利用线结构光三角测量原理估计场景深度,结合特征点匹配计算系统位移,然后融合点云数据完成姿态矫正。利用自研的线扫描系统在实验室进行了标准球精度测试,在800 mm~2500 mm的工作距离内误差可以控制在1 mm以下。2019年和2020年该设备搭载遥控无人潜水器进行了深海海底地形三维成像试验,在海底沙坡区域对本文提出的三角位移法姿态校正方法成功进行了验证,并进一步对不同条件的海底地形进行测试,结果表明校正后的激光线扫描成像装置能够快速准确地成像,具有较高的形貌还原度。

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来源
《光学精密工程》 |2022年第10期|1170-1180|共11页
作者
范承成; 德晓薇; 郭金家; 曹又文; 卢泽宇; 宋琳娜; 张喜林;
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作者单位

中国海洋大学信息科学与工程学部;

青岛海洋科学与技术试点国家实验室;

中国地质调查局青岛海洋地质研究所;

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原文格式 PDF
正文语种 chi
中图分类光检测技术;信息处理（信息加工）;
关键词
三维成像; 激光线扫描; 姿态矫正; 海底地形扫描;

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