基于距离选通技术的水下目标成像系统研究.pdf

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1、第32卷第1期2010年2月光学仪器oPTICAI。INSTRUMENTSV01．32，No．1February，2010文章编号：1005—5630(2010)01—0082—04基于距离选通技术的水下目标成像系统研究*刘征宇，徐矛lj冈4(海军驻无锡地区军代表室，江苏无锡214035)摘要：针对水下目标成像的特殊环境，提出将距离选通技术应用于水下目标的成像，距离选通技术对于减小水体后向散射光、水中微粒散射光，提高目标图像信噪比以及增加水下探测深度，是一种有效的方法。详细介绍距离选通水下目标成像系统的基本结构，以及系统关键部件的技术要求。实验表明：距离选通技术有效地提高了

2、水下目标的成像质量。选通时间是影响成像质量的主要因素，单脉冲激光能量和水体衰减系数是影响系统探测深度的主要因素。关键词：距离选通技术；水下目标成像；选通时间中图分类号：TN2文献标识码：Adoi：10．3969／j．is。srL1005-5630．2010．01．018ResearchofunderwatertargetimagingsystembasedonrangegatingtechnigueLIUZhengyu，XULigang(NavyMilitaryRepresentativeOfficeinWuxi，Wuxi214035，China)Abstract：Cont

3、raposedtothespecialenvironmentofthetargetimageunderwater，itisintroducedthattherangegatingtechniqueappliestotargetimageunderwater．Rangegatingisakindofeffectivemethodthatcaneliminatebackscatteredlightandtheparticulatescatteredlightunderwater，increasingtheSNRofthetargetimageandaddthedeepnesso

4、ftheunderwaterdetecting．Itisintroducedtheelementarystructureoftheunderwatertargetimagingsystemandthetechniqueparameterofsystem．Experimentalresultsshowthattherangegatingraisethetargetimagingqualityunderwatereffectively．Thegateopentimeismainfactorwhichinfluencetheimagequality，singlepulselase

5、renergyandwaterattenuationcoefficientismainfactorwhichinfluencethesystemdetectiondepth．Keywords：rangegatingtechnigue；underwatertargetimaging；gateopentime引言对于水下目标的成像探测与平常所见到的空气中的目标成像探测技术有所不同，水介质的特性是强散射效应和快速吸收功率衰减。直接将摄像机运用到水中，由于水体的强散射效应，故获得的目标图像的噪声会很大，并且探测的距离非常有限[川。为了增加水下目标成像探测的距离与得到高质量的目标图像

6、，把激光技术与距离选通技术相结合应用于水下目标探测，不但有效地减少了水体后向散射光与水中微粒散射光对图像的影响，而且克服了传统被动目标成像的许多缺点，大大提高了目标图像的分辨力和。收稿日期：2009-07-01作者简介：刘征宇(1981一)，男，江苏无锡人，工程师，学士，主要从事光电探测方面的研究。第1期刘征宇，等：基于距离选通技术的水下目标成像系统研究·83·水下探测的深度。目前，对水下目标成像系统、海面材料探测系统的研究，具有广泛而重要的应用价值，正受到各国研究者的日益重视。水下光电探测与成像技术在搜索与救援、探雷、科学成像、目标跟踪、导航控制和目标识别方面有着广泛的应

7、用。尽管与声纳相比，光电水下成像系统的成像距离有限，但具有图像分辨力高，图像直观易识别的特点。水下目标成像探测系统在美国、英国、俄罗斯、加拿大等国已经有了大量的研究，有的产品已经投入使用[2

8、。在军事领域，水下目标探测系统可以安装在潜艇、灭雷器、水下机器人等水下载体上，用于对水下目标进行侦察、探测、识别等。在民用领域，水下目标探测系统可用于水下工程的安装、检修、水下环境监测、救生打捞、海底地貌勘测、石油勘探钻井位置测定、生物研究等海洋开发等方面。1距离选通的基本原理距离选通基本工作原理与激光雷达的探测原理基本相同‘