[发明专利]一种自适应水质的水下相机标定装置

说明书

本发明公开了一种自适应水质的水下相机标定装置，包括电源、处理器、电机、相机、标定板、连接杆、水质监测模块和电脑，其中：电脑驱动相机进行拍摄，电脑还通过处理器驱动电机，电机通过连接杆驱动标定板相对于相机运动，处理器还与水质监测模块通信；电源连接处理器和电机驱动电路。本发明采用改进的水下标定技术，通过优化的算法筛选出适合标定的图片，并通过加装的电子设备，让标定板在不同水质下反复进行标定，自动化适应不同的水质情况。节省操作人员精力，降低成本，提高精确度、不需要设计不同环境下的标定方法，提高了下一步图像处理的准确率。

技术领域

本发明属于水下探测技术领域，特别涉及一种自适应水质的水下相机标定装置。

背景技术

水下探测使用相机拍摄水下物体，对物体进行三维重建，获得水下物体的尺寸、姿态的信息，继而进行深入的对水下环境的分析，水下相机拍摄提供了一种可靠的手段，让人们能够精确的对水下情况进行探测和研究，因此是重要的水下探测手段。在进行相机拍摄前，人们必须要对相机进行标定，因为在三维物体投影到二维平面时我们无法确定对应点之间的位置关系，标定是确定空间物体表面某点的三维几何位置与其在图像中对应点之间的相互关系。当水下标定完成之后，在同样水质情况下，就不需要再次对相机进行标定，这些参数是固定的。

在相机标定过程中，空气中的标定方法已经非常完善，但是面对水下环境，相机在水中需要一个防水的防护罩。光从水中进入到防护罩中，发生了从水到空气的变化，光在两种传播介质中运动会发生折射。原有的空气中对相机的张氏标定方法需要在空气中拍摄照片，来确定相机的内参、外参以及投影矩阵。在水下情况时，因为发生折射投影矩阵发生变化，标定方法也无法确定相机的内参、外参，标定结果就会造成巨大的偏差，无法进行下一步的对图片的处理工作。

如果此时针对光从水到空气中的折射的情况，建立新的相机水下投影矩阵，在空气中标定得到相机的固有属性内部参数，采取不改变相机外参的方法，来重新对相机进行标定的话，就能够做到对水下相机进行标定，再使用滤波减小误差，就能精确的对水下相机标定，通过加装的电子设备让相机能在不同水质下进行自动的标定，就能节省操作人员精力，降低成本，提高精确度、不需要设计不同环境下的标定方法，提高了下一步图像处理的准确率。

发明内容

本发明提供一种自适应水质的水下相机标定装置，以解决现有技术中的问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种自适应水质的水下相机标定装置，包括电源、处理器、电机、相机、标定板、连接杆、水质监测模块和电脑，其中：

所述电脑驱动相机进行拍摄，电脑还通过处理器驱动电机，所述电机通过连接杆驱动标定板相对于相机运动，所述处理器还与水质监测模块通信；

所述电源连接处理器和电机驱动电路，并为其供电。

进一步的，所述处理器，用于接受电脑的操作指令后，发出指令控制电机驱动电路，使得电机驱动电路驱动电机的运行，从而带动连接杆，使得标定板到达指定的位置，进行水下标定。

进一步的，所述处理器通过电机驱动电路驱动电机运动。

进一步的，所述电源包括12v锂电池和5V的模块电源，5v模块电源通过转换器将12v锂电池电压转为5v，其中12V为电机提供电源，5V为处理器提供电源。

进一步的，所述相机外设置有防护罩。

进一步的，所述处理器是型号为STM32F107的芯片；电机驱动电路为L298；电机是型号为42HS34-12D5-21-IP68的防水高精密步进电机；相机是型号为CAM01A的水下摄像机；水质监测模块是型号为MPE 400的多参数环境传感器。

进一步的，所述水质监测模块，用于检测当前水域的水质情况，包括当前水域的电导率，溶解氧，ORP，pH值，温度，水位和压力。