[發(fā)明專(zhuān)利]一種水下激光成像設(shè)備最大衰減長(zhǎng)度測(cè)量裝置及方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610895399.3
• 申請(qǐng)日: 2016-10-12
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN106643515B
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-05-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 段志姣;王宇;肖恒兵;唐耿彪;徐列群
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 華中光電技術(shù)研究所（中國(guó)船舶重工集團(tuán)公司第七一七研究所）
• 主分類(lèi)號(hào): G01B11/02
• 分類(lèi)號(hào): G01B11/02
• 代理公司: 武漢凌達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)事務(wù)所(特殊普通合伙) 42221
• 代理人: 劉念濤;宋國(guó)榮

1.一種水下激光成像設(shè)備最大衰減長(zhǎng)度測(cè)量裝置，其特征在于，其包括：

一試驗(yàn)水槽、一移動(dòng)導(dǎo)軌、一目標(biāo)靶安裝與方位調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)、一水下目標(biāo)觀(guān)察窗口、一激光測(cè)距儀、多個(gè)高度可調(diào)的腳輪以及一計(jì)算機(jī)；

移動(dòng)導(dǎo)軌安裝在試驗(yàn)水槽縱向的兩條長(zhǎng)邊的上方；目標(biāo)靶安裝與方位調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)跨接在移動(dòng)導(dǎo)軌上，可在移動(dòng)導(dǎo)軌上沿試驗(yàn)水槽縱向做水平位移；水下目標(biāo)觀(guān)察窗口為透明材質(zhì)，安裝在試驗(yàn)水槽的一端；激光測(cè)距儀安裝在試驗(yàn)水槽上帶有水下目標(biāo)觀(guān)察窗口的一端上方；腳輪安裝在試驗(yàn)水槽下方；計(jì)算機(jī)位于水下目標(biāo)觀(guān)察窗口前方；

移動(dòng)導(dǎo)軌，用于承載目標(biāo)靶安裝與方位調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)在水平方向上的移動(dòng)，移動(dòng)導(dǎo)軌兩條軸線(xiàn)水平且互相平行；

試驗(yàn)水槽，用于盛放配置好的具有一定水質(zhì)衰減系數(shù)的實(shí)驗(yàn)水樣本，創(chuàng)造一個(gè)模擬的水下環(huán)境；

目標(biāo)靶安裝與方位調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)為靶板的安裝機(jī)構(gòu)并用于調(diào)節(jié)靶板靶面的方位；

激光測(cè)距儀，用于測(cè)量水下目標(biāo)觀(guān)察窗口與目標(biāo)靶安裝與方位調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)之間的距離，并發(fā)送到計(jì)算機(jī)；

腳輪，用于帶動(dòng)試驗(yàn)水槽在水平地面上移動(dòng)，以及固定試驗(yàn)水槽位置，并用于調(diào)節(jié)試驗(yàn)水槽的水平角度；

計(jì)算機(jī)，用于對(duì)被測(cè)成像設(shè)備的圖像進(jìn)行處理分析。

2.如權(quán)利要求1所述的水下激光成像設(shè)備最大衰減長(zhǎng)度測(cè)量裝置，其特征在于，試驗(yàn)水槽四周壁及底部涂覆黑色吸光材料，用于形成一個(gè)暗箱環(huán)境。

3.如權(quán)利要求1所述的水下激光成像設(shè)備最大衰減長(zhǎng)度測(cè)量裝置，其特征在于，目標(biāo)靶安裝與方位調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)包括調(diào)整手柄、帶直線(xiàn)軸承的安裝支架及目標(biāo)靶板；

目標(biāo)靶板安裝在目標(biāo)靶安裝與方位調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的下部，當(dāng)試驗(yàn)水槽盛滿(mǎn)水后，目標(biāo)靶板完全浸沒(méi)在其中，用于提供水下成像目標(biāo)；調(diào)整手柄用于旋轉(zhuǎn)使目標(biāo)靶板沿垂向軸線(xiàn)旋轉(zhuǎn)以改變目標(biāo)靶板的成像角度，且具有角度鎖緊裝置；

目標(biāo)靶安裝與方位調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)通過(guò)帶有直線(xiàn)軸承的安裝支架跨接在移動(dòng)導(dǎo)軌上。

4.如權(quán)利要求1所述的水下激光成像設(shè)備最大衰減長(zhǎng)度測(cè)量裝置，其特征在于，水下目標(biāo)觀(guān)察窗口采用高透玻璃制作并鍍?cè)鐾改ぃ⑦M(jìn)行密封以防止漏水，水下激光成像設(shè)備通過(guò)水下目標(biāo)觀(guān)察窗口對(duì)浸沒(méi)在試驗(yàn)水槽中的目標(biāo)靶板成像，水下目標(biāo)觀(guān)察窗口安裝平面縱向設(shè)置且與試驗(yàn)水槽垂直。

5.如權(quán)利要求1所述的水下激光成像設(shè)備最大衰減長(zhǎng)度測(cè)量裝置，其特征在于，激光測(cè)距儀安裝在試驗(yàn)水槽安裝有水下目標(biāo)觀(guān)察窗口的一端的上方，測(cè)距方向瞄準(zhǔn)目標(biāo)靶安裝與方位調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，用于測(cè)量出目標(biāo)靶板的位置，從而得到被測(cè)水下激光成像設(shè)備的成像距離，并將成像距離發(fā)送到計(jì)算機(jī)。

6.如權(quán)利要求1所述的水下激光成像設(shè)備最大衰減長(zhǎng)度測(cè)量裝置，其特征在于，計(jì)算機(jī)用于采集被測(cè)水下激光成像設(shè)備對(duì)水下目標(biāo)靶板所成的圖像，并進(jìn)行分析，確定能分辨的圖像極限，計(jì)算最大衰減長(zhǎng)度。

7.如權(quán)利要求1所述的水下激光成像設(shè)備最大衰減長(zhǎng)度測(cè)量裝置，其特征在于，試驗(yàn)水槽底部安裝的腳輪為六個(gè)，用于承載試驗(yàn)水槽及安裝在試驗(yàn)水槽上的其他裝置，通過(guò)六個(gè)腳輪上的高度調(diào)節(jié)固定裝置可以調(diào)節(jié)試驗(yàn)水槽的水平角度并固定其位置。

8.一種使用權(quán)利要求1至7任一項(xiàng)所述的測(cè)量裝置測(cè)量水下激光成像設(shè)備最大衰減長(zhǎng)度的方法，其特征在于，它包括下述步驟：

第一步、調(diào)節(jié)試驗(yàn)水槽底部各個(gè)腳輪，保證各個(gè)腳輪均勻受力，且試驗(yàn)水槽處于水平；

第二步、檢查移動(dòng)導(dǎo)軌上的絲桿是否清潔無(wú)雜物，目標(biāo)靶安裝與方位調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)在未鎖死的情況下是否能夠在移動(dòng)導(dǎo)軌上平滑移動(dòng)，方位調(diào)整手柄是否能夠順利轉(zhuǎn)動(dòng)；

第三步、在目標(biāo)靶安裝與方位調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)上安裝目標(biāo)靶板；

第四步、檢查水下目標(biāo)觀(guān)察窗口是否清潔透明，以能夠從水下目標(biāo)觀(guān)察窗口清晰觀(guān)察試驗(yàn)水槽內(nèi)部目標(biāo)；

第五步、往試驗(yàn)水槽中注入所需特定衰減系數(shù)的水體樣本，構(gòu)成一個(gè)模擬的水下環(huán)境；

第六步、使用被測(cè)水下激光成像設(shè)備通過(guò)水下目標(biāo)觀(guān)察窗口對(duì)浸沒(méi)在水中的目標(biāo)靶板成像，由激光測(cè)距儀測(cè)量出成像距離，通過(guò)計(jì)算機(jī)中的測(cè)量軟件對(duì)成像質(zhì)量分析得出被測(cè)成像設(shè)備在具有特定衰減系數(shù)的水下環(huán)境的最大衰減長(zhǎng)度。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的水下激光成像設(shè)備最大衰減長(zhǎng)度測(cè)量方法，其特征在于，通過(guò)向試驗(yàn)水槽中的水里添加不同量的添加物改變衰減系數(shù)，通過(guò)調(diào)節(jié)目標(biāo)靶安裝與方位調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)在移動(dòng)導(dǎo)軌上的位置改變成像距離，通過(guò)成像靶板上的不同的靶標(biāo)圖案來(lái)改變圖像對(duì)比度和分辨率，以得到不同環(huán)境參數(shù)條件下對(duì)不同圖像的水下激光成像最大衰減長(zhǎng)度。