[發明專利]一種水下實時三維成像方法及雷達裝置

有效

• 申請號: 202110532347.0
• 申請日: 2021-05-17
• 公開（公告）號: CN113238249B
• 公開（公告）日: 2021-12-28
• 發明（設計）人: 易先林;陳富彬;楊博越;晉海洋
• 申請（專利權）人: 湖南力研光電科技有限公司
• 主分類號: G01S17/89
• 分類號: G01S17/89;G01S7/481;G06K9/46;G06N3/00;G06N3/04;G06N3/08;G06T5/00;G06T17/20
• 代理公司: 長沙大珂知識產權代理事務所(普通合伙) 43236
• 代理人: 伍志祥

本發明涉及一種三維成像的技術領域，揭露了一種水下實時三維成像方法，包括：利用雷達裝置獲取水下目標圖像，并從水下目標圖像中估計出圖像的背景散射光；利用圖像色彩平衡方法對背景散射光進行色彩均衡處理；利用背景散射光對水下目標圖像進行圖像增強處理，得到增強后的水下目標圖像；利用結合優化算法的特征提取算法對增強后的水下目標圖像進行特征提取，得到水下目標圖像特征；利用投影原理將水下目標圖像特征轉化為三維網格圖像特征，利用三維編碼器對轉化得到的三維網格圖像特征進行圖卷積計算，得到最終的三維目標模型。本發明還提供了一種水下實時三維成像雷達裝置。本發明實現了基于雷達的水下成像。

技術領域

本發明涉及雷達探測的技術領域，尤其涉及一種水下實時三維成像方法及雷達裝置。

背景技術

以海洋、河流、湖泊、水庫等水體為代表的測量是陸海空一體化測繪體系的重要組成部分，相對于空中和陸地測量而言，水下測量方面比較薄弱，水下領域的開發具有重要的戰略地位。然而目前市場上具有水下探測能力的雷達產品還比較少，且大多為水下地形探測，少有目標入侵實時檢測產品。本裝置可進行全方位視場掃描，對目標物實時三維成像，具有較強實用性，在水下外來物體入侵探測領域和船只水下巡航領域具有很大應用前景。

經檢索，專利申請號為201911196812.7提出一種用于水下探地雷達裝置，該發明專利一種用于水下探地雷達裝置中設計引入了變面積插板和配重塊。變面積插板可以更便捷的更換不同型號的天線，改裝方便；配重塊可以很好的解決水下浮力平衡問題。但該裝置需要貼地移動，很容易因為復雜地形而影響工作，且只能檢測靜止地面，不適用于動態物體實時檢測。

鑒于此，如何全方位實時動態地實現水下三維成像，成為本領域技術人員亟待解決的問題。

發明內容

本發明提供一種水下實時三維成像方法，通過從水下目標圖像中估計出背景散射光，并利用圖像色彩平衡方法對背景散射光進行色彩均衡處理，從而利用背景散射光對水下目標圖像進行圖像增強處理；從增強后的水下目標圖像中提取圖像特征，并利用投影原理將圖像特征轉化為三維網格圖像，利用三維編碼器對轉化得到的三維網格圖像進行圖卷積計算得到最終的三維模型，實現水下目標三維成像。

為實現上述目的，本發明提供的一種水下實時三維成像方法，包括：

利用雷達裝置獲取水下目標圖像，并從水下目標圖像中估計出圖像的背景散射光；

利用圖像色彩平衡方法對背景散射光進行色彩均衡處理；

利用背景散射光對水下目標圖像進行圖像增強處理，得到增強后的水下目標圖像；

利用結合優化算法的特征提取算法對增強后的水下目標圖像進行特征提取，得到水下目標圖像特征；

利用投影原理將水下目標圖像特征轉化為三維網格圖像特征，利用三維編碼器對轉化得到的三維網格圖像特征進行圖卷積計算，得到最終的三維目標模型。

可選地，所述從水下目標圖像中估計出圖像的背景散射光，包括：

1)計算水下目標圖像中所有像素點在紅綠藍顏色通道的平均值R_a,G_a,B_a；并對所得到的三個平均值再取平均K＝(R_a+G_a+B_a)/3；

2)對水下目標圖像中所有像素點進行顏色通道值的調整：

3)計算水下目標圖像每個像素點中紅通道和藍通道的差值；

4)去除最大差的前0.01％的像素點，然后選擇前0.5％的最大差值的像素點作為候選像素點；