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载人潜水器的深海地貌线结构光三维重建

丁忠军 赵子毅 张春堂 潘文超 刘雨萌

丁忠军, 赵子毅, 张春堂, 潘文超, 刘雨萌. 载人潜水器的深海地貌线结构光三维重建[J]. 红外与激光工程, 2019, 48(5): 503001-0503001(9). doi: 10.3788/IRLA201948.0503001
引用本文: 丁忠军, 赵子毅, 张春堂, 潘文超, 刘雨萌. 载人潜水器的深海地貌线结构光三维重建[J]. 红外与激光工程, 2019, 48(5): 503001-0503001(9). doi: 10.3788/IRLA201948.0503001
Ding Zhongjun, Zhao Ziyi, Zhang Chuntang, Pan Wenchao, Liu Yumeng. 3D reconstruction of deep sea geomorphologic linear structured light based on manned submersible[J]. Infrared and Laser Engineering, 2019, 48(5): 503001-0503001(9). doi: 10.3788/IRLA201948.0503001
Citation: Ding Zhongjun, Zhao Ziyi, Zhang Chuntang, Pan Wenchao, Liu Yumeng. 3D reconstruction of deep sea geomorphologic linear structured light based on manned submersible[J]. Infrared and Laser Engineering, 2019, 48(5): 503001-0503001(9). doi: 10.3788/IRLA201948.0503001

载人潜水器的深海地貌线结构光三维重建

doi: 10.3788/IRLA201948.0503001
基金项目: 

国家重点研发计划“深海关键技术与装备”重点专项(2017YFC0306600)

详细信息
    作者简介:

    丁忠军(1974-),男,研究员,教授,博士,主要从事深海探测技术及装备研发方面的研究。Email:dzj@ndsc.org.cn

  • 中图分类号: TN247

3D reconstruction of deep sea geomorphologic linear structured light based on manned submersible

  • 摘要: 针对深海环境下通过视觉方法难以实现地貌的大范围、高精度三维重建的问题,提出一种基于蛟龙号载人潜水器的线结构光法深海地貌三维重建视觉传感器的设计方案。根据线结构光三维重建的原理,首先改进了Steger算法,实现了快速、精准的激光条纹中心线提取;然后利用直接标定法求解出地形特征的二维空间坐标,并克服了图像畸变对重建的影响;再将获得的二维点云与多传感器数据融合,跟随潜水器坐标实时计算偏移量,并根据传感器位姿变化对图像矫正,最终获得地貌的三维点云数据。根据重建原理设计了视觉传感器的软硬件系统,并搭建了实验模拟平台来验证方案的可行性。通过水下实验可以实现对模拟地貌的完整重建,精度达到96.9%,符合重建要求。
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出版历程
  • 收稿日期:  2019-02-11
  • 修回日期:  2019-04-13
  • 刊出日期:  2019-05-25

载人潜水器的深海地貌线结构光三维重建

doi: 10.3788/IRLA201948.0503001
    作者简介:

    丁忠军(1974-),男,研究员,教授,博士,主要从事深海探测技术及装备研发方面的研究。Email:dzj@ndsc.org.cn

基金项目:

国家重点研发计划“深海关键技术与装备”重点专项(2017YFC0306600)

  • 中图分类号: TN247

摘要: 针对深海环境下通过视觉方法难以实现地貌的大范围、高精度三维重建的问题,提出一种基于蛟龙号载人潜水器的线结构光法深海地貌三维重建视觉传感器的设计方案。根据线结构光三维重建的原理,首先改进了Steger算法,实现了快速、精准的激光条纹中心线提取;然后利用直接标定法求解出地形特征的二维空间坐标,并克服了图像畸变对重建的影响;再将获得的二维点云与多传感器数据融合,跟随潜水器坐标实时计算偏移量,并根据传感器位姿变化对图像矫正,最终获得地貌的三维点云数据。根据重建原理设计了视觉传感器的软硬件系统,并搭建了实验模拟平台来验证方案的可行性。通过水下实验可以实现对模拟地貌的完整重建,精度达到96.9%,符合重建要求。

English Abstract

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