[发明专利]一种水下实时三维成像方法及雷达装置

说明书

本发明涉及一种三维成像的技术领域，揭露了一种水下实时三维成像方法，包括：利用雷达装置获取水下目标图像，并从水下目标图像中估计出图像的背景散射光；利用图像色彩平衡方法对背景散射光进行色彩均衡处理；利用背景散射光对水下目标图像进行图像增强处理，得到增强后的水下目标图像；利用结合优化算法的特征提取算法对增强后的水下目标图像进行特征提取，得到水下目标图像特征；利用投影原理将水下目标图像特征转化为三维网格图像特征，利用三维编码器对转化得到的三维网格图像特征进行图卷积计算，得到最终的三维目标模型。本发明还提供了一种水下实时三维成像雷达装置。本发明实现了基于雷达的水下成像。

技术领域

本发明涉及雷达探测的技术领域，尤其涉及一种水下实时三维成像方法及雷达装置。

背景技术

以海洋、河流、湖泊、水库等水体为代表的测量是陆海空一体化测绘体系的重要组成部分，相对于空中和陆地测量而言，水下测量方面比较薄弱，水下领域的开发具有重要的战略地位。然而目前市场上具有水下探测能力的雷达产品还比较少，且大多为水下地形探测，少有目标入侵实时检测产品。本装置可进行全方位视场扫描，对目标物实时三维成像，具有较强实用性，在水下外来物体入侵探测领域和船只水下巡航领域具有很大应用前景。

经检索，专利申请号为201911196812.7提出一种用于水下探地雷达装置，该发明专利一种用于水下探地雷达装置中设计引入了变面积插板和配重块。变面积插板可以更便捷的更换不同型号的天线，改装方便；配重块可以很好的解决水下浮力平衡问题。但该装置需要贴地移动，很容易因为复杂地形而影响工作，且只能检测静止地面，不适用于动态物体实时检测。

鉴于此，如何全方位实时动态地实现水下三维成像，成为本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

本发明提供一种水下实时三维成像方法，通过从水下目标图像中估计出背景散射光，并利用图像色彩平衡方法对背景散射光进行色彩均衡处理，从而利用背景散射光对水下目标图像进行图像增强处理；从增强后的水下目标图像中提取图像特征，并利用投影原理将图像特征转化为三维网格图像，利用三维编码器对转化得到的三维网格图像进行图卷积计算得到最终的三维模型，实现水下目标三维成像。

为实现上述目的，本发明提供的一种水下实时三维成像方法，包括：

利用雷达装置获取水下目标图像，并从水下目标图像中估计出图像的背景散射光；

利用图像色彩平衡方法对背景散射光进行色彩均衡处理；

利用背景散射光对水下目标图像进行图像增强处理，得到增强后的水下目标图像；

利用结合优化算法的特征提取算法对增强后的水下目标图像进行特征提取，得到水下目标图像特征；

利用投影原理将水下目标图像特征转化为三维网格图像特征，利用三维编码器对转化得到的三维网格图像特征进行图卷积计算，得到最终的三维目标模型。

可选地，所述从水下目标图像中估计出图像的背景散射光，包括：

1)计算水下目标图像中所有像素点在红绿蓝颜色通道的平均值R_a,G_a,B_a；并对所得到的三个平均值再取平均K＝(R_a+G_a+B_a)/3；

2)对水下目标图像中所有像素点进行颜色通道值的调整：

3)计算水下目标图像每个像素点中红通道和蓝通道的差值；

4)去除最大差的前0.01％的像素点，然后选择前0.5％的最大差值的像素点作为候选像素点；