一种用于水下距离选通成像的变步长扫描方法

韩宏伟; 张晓晖; 葛卫龙

doi:10.3969/j.issn.1001-3806.2011.02.023

高级检索

ISSN 1001-3806CN 51-1125/TN 网站地图

留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

一种用于水下距离选通成像的变步长扫描方法

韩宏伟 , 张晓晖 , 葛卫龙

文章导航 > 激光技术 > 2011 > 35(2): 226-229,259

引用本文:

Citation:

一种用于水下距离选通成像的变步长扫描方法

1.
海军工程大学兵器工程系, 武汉, 430033

作者简介: 韩宏伟(1983- ),男,博士研究生,主要研究领域为水下激光成像与图像处理..

通讯作者: 张晓晖, zhangxiaohui505@vip.sina.com ;

中图分类号: TN911.73

A variable step scan method for underwater range-gated imaging

1.
Department of Weaponry Engineering, Naval University of Engineering, Wuhan 430033, China

Corresponding author: ZHANG Xiao-hui, zhangxiaohui505@vip.sina.com ;

CLC number: TN911.73

摘要: 为了扫描时既减少"切片"数目又保证图像质量,采用一种用于距离选通水下激光成像的变步长的延迟递增方法,首先通过辐射探测理论和景深原理确定接收镜头的焦距和对焦位置以及系统需要扫描的范围,再依据水下激光脉冲时域展宽理论确定延迟递进的步长和相应的选通门宽,最后进行了仿真计算和实验。结果表明,在保证图像质量的同时,基于该方法的距离选通成像系统可在7个脉冲成像内完成对15m到48.6m范围的扫描。实验结果证明了该方法的有效性,从而为距离选通技术的实用化发展提供了有益的尝试。
- 成像系统 /
- 变步长扫描 /
- 时域展宽 /
- 距离选通
Abstract: In order to both reduce the number of scanning frames and ensure the image quality,a variable step scanning method was put forward for range-gated underwater laser imaging.Firstly,the focal length,focal position of the receiver lens and the system scanning scope were defined based on both radiation detection theory and the principle of depth of field.Then the step size of delay and the width of the gated pulse were calculated according to the time-domain broadening of underwater laser pulses. Finally,the simulation and experiments were conducted.The experimental results show that the range-gated imaging system based on the proposed scan method can scan over the scope from 15m to 48.6m with 7 pulses imaging,and the image quality is kept at the same time.This proves the validity of this method,and provides an attempt for the actual application of range-gated technique in underwater imaging.
- imaging system /
- variable step scan /
- time-domain broadening /
- range-gated

[1]	FU B,YANG K Ch,RAO J H,et al.Analysis of MCP gain selection for underwater range-gated imaging applications based on ICCD[J].Journal of Modern Optics,2010,57 (5):408-417.
[2]	STRAND M P.Imaging model for underwater range-gated imaging systems[J].Proceedings of SPIE,1991,1537:151-160.
[3]	XU X W,GUO J,YU Q Y,et al.Key technique of laser range gated imaging[J].Laser Technology,2003,27 (6):6034505 (in Chinese).
[4]	FOURIER G R,BONNIER D,FORAND J L.Underwater laser imaging system with large field-of-view[J].Proccedings of SPIE,1994,2258:413-421.
[5]	SWARTA B A.Laser range gate underwater imaging advances[J].Proccedings of IEEE Oceans' 94,1994,2:722-727.
[6]	SUN J,ZHANG X H,GE W L,et al.Relation between imaging quality and gate-control signal of underwater range-gated imaging system[J].Acts Optica Sinica,2009,29 (8):2185-2190 (in Chinese).
[7]	FOURNIER G R,BONNIER D,FORAND J L,et al.Range-gated underwater laser imaging system[J].Optical Engineering,1993,32(9):2185-2190.
[8]	DUSSAULT D,HOESS P.Noise performance comparison of ICCD with CCD and EMCCD cameras[J].Praccedings of SPIE,2004,5563:195-204.
[9]	YU D Y,TAN H Y.Engineering optics[M].Beijing:Machinery Industry Press,1999:58-63 (in Chinese).
[10]	ZHOU Y M,LIU Q Zh,ZHANG X H,et al.An efficient method for simulating time-domain broadening of laser pulse propagating underwater[J].Chinese Journal of Lasers,2009,36(1):143-147 (in Chinese).
[11]	MOBLEY C D,SUNDMAN L K,BOSSS E.Phase function effects on oceanic light field[J].Applied Optics,2002,41 (6):1035-1050.

[1]	李达 , 李云霞 , 蒙文 , 韩晓飞 . 低慢小目标面阵推进式激光成像探测方法研究. 激光技术, 2014, 38(1): 44-48. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2014.01.010
[2]	葛卫龙 , 华良洪 , 张晓晖 . 水体后向散射光能量变化规律的仿真与实验. 激光技术, 2013, 37(6): 756-759. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2013.06.011
[3]	马志明 , 王晓玲 , 周哲海 . 基于LED照明的时域全场OCT成像系统设计. 激光技术, 2023, 47(2): 280-285. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2023.02.019
[4]	陈德章 , 张华 , 冷杰 , 高建波 , 路英宾 , 陶刚 , 郭嘉伟 , 李萧 . 基于APD面阵探测器的非扫描激光主动成像雷达. 激光技术, 2017, 41(6): 775-778. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2017.06.001
[5]	欧攀 , 刘星 , 孙鸣捷 , 于康龙 , 王治权 . 一种大步长的光学微扫描方法. 激光技术, 2013, 37(3): 293-296. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2013.03.005
[6]	蒋云峰 , 武东生 , 黄富瑜 . 基于最小欧氏距离的真彩色夜视光谱划分方法. 激光技术, 2020, 44(3): 377-381. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2020.03.019
[7]	王云鹏 , 刘力双 , 刘洋 . 鱼眼成像系统标定技术研究. 激光技术, 2024, 48(1): 77-82. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2024.01.013
[8]	陈均溢 , 商思航 , 苗丹 , 江财俊 , 曾延安 . 光电成像系统的绝对光谱响应效率测量及分析. 激光技术, 2021, 45(1): 121-125. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2021.01.021
[9]	徐帅 , 朱启兵 , 黄敏 . 手持式食品残留物荧光成像检测系统开发. 激光技术, 2023, 47(6): 872-880. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2023.06.021
[10]	雷选华 , 杨克成 . 一种基于FPGA水下激光成像系统的同步控制器. 激光技术, 2010, 34(5): 682-685. doi: 10.3969/j.issn.1001-3806.2010.O5.029
[11]	夏春蕾 , 郑刚 , 戴曙光 . 大景深成像技术及其相移现象的控制. 激光技术, 2008, 32(2): 159-162.
[12]	汪靓 , 杨宇 , 黄敏 , 朱启兵 . 基于偏振成像技术的油桃机械损伤检测. 激光技术, 2022, 46(6): 841-849. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2022.06.021
[13]	王骐 , 迟欣 , 李琦 . 太赫兹自由电子激光器的成像原理及进展. 激光技术, 2006, 30(6): 643-646.
[14]	李芮 , 李晓 , 王志斌 , 黄艳飞 , 王耀利 , 张瑞 . 阵列探测器在成像光谱偏振探测技术中的应用. 激光技术, 2014, 38(6): 822-825. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2014.06.021
[15]	胡江涛 , 黄峰 , 张雏 , 刘秉琦 , 王元铂 . 超分辨率重构复眼成像技术的研究进展. 激光技术, 2015, 39(4): 492-496. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2015.04.014
[16]	吴舒哲 , 唐嘉 , 熊亮 , 黄佐华 . 一种基于共轴干涉的相位物体定量成像技术. 激光技术, 2017, 41(2): 275-279. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2017.02.026
[17]	林巧文 , 杨春花 , 刘红梅 , 康占成 . 基于微球透镜远场超分辨率成像方法研究. 激光技术, 2021, 45(6): 686-690. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2021.06.002
[18]	薛璐 , 胡文静 , 徐彬 , 刘学峰 , 姚政鹏 , 陈智龙 , 黄益俊 , 熊吉川 . 基于偏振参数非直观光学成像的鼻唇沟量化表征. 激光技术, 2023, 47(4): 572-578. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2023.04.020
[19]	王聪毅 , 高向东 , 马女杰 , 张艳喜 , 游德勇 . 激光焊接缺陷多向磁场激励下磁光成像检测. 激光技术, 2020, 44(5): 592-599. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2020.05.011
[20]	周宇 , 王天一 , 李文军 , 游承武 , 杨振刚 , 王可嘉 , 刘劲松 . 太赫兹无损检测可视化系统的设计. 激光技术, 2017, 41(3): 351-355. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2017.03.010

点击查看大图

计量

文章访问数: 4829
HTML全文浏览量: 749
PDF下载量: 538
被引次数: 0

一种用于水下距离选通成像的变步长扫描方法

通讯作者: 张晓晖, zhangxiaohui505@vip.sina.com;

作者简介: 韩宏伟(1983- ),男,博士研究生,主要研究领域为水下激光成像与图像处理.

1. 海军工程大学兵器工程系, 武汉, 430033

收稿日期: 2010-04-20
录用日期: 2010-07-05
网络出版日期: 2011-03-25

关键词:

摘要: 为了扫描时既减少"切片"数目又保证图像质量,采用一种用于距离选通水下激光成像的变步长的延迟递增方法,首先通过辐射探测理论和景深原理确定接收镜头的焦距和对焦位置以及系统需要扫描的范围,再依据水下激光脉冲时域展宽理论确定延迟递进的步长和相应的选通门宽,最后进行了仿真计算和实验。结果表明,在保证图像质量的同时,基于该方法的距离选通成像系统可在7个脉冲成像内完成对15m到48.6m范围的扫描。实验结果证明了该方法的有效性,从而为距离选通技术的实用化发展提供了有益的尝试。