[发明专利]一种基于计算机视觉的水下激光基准线测量系统

摘要

本发明公开了一种基于计算机视觉的水下激光基准线测量系统，属于水下特种测量领域，用于测量水下结构物安装的相对位置参数，辅助水下工程建设。该测量系统运用大功率激光器产生的激光光线作为预设基准线及比例尺，为计算机视觉软件的测量提供图像特征。系统搭载的水下摄像机获取水下实况画面，并通过计算机视觉软件提取图像特征，经由内置算法得出水下结构物与预设位置间的相对距离，也可通过提取画面其他特征测量两个相邻规则结构物之间的高程差或错牙参数，反映结构物的平面姿态或相对位置，达到辅助水下作业精确安装的目的。

主权项

一种基于计算机视觉的水下激光基准线测量系统，由水下摄像机、水下补光灯、红色双联比例尺激光器、绿色基准线激光器、便携式手持测量台架、水面控制主机、搭载计算机视觉软件的工程计算机，以及若干水密电缆等设备组成，用于水下方块码头安装的可视化测量，其特征在于：水下摄像机（110），所述水下摄像机采用广角镜头，外壳采用钛合金材料，具有较强的抗海水腐蚀能力，并且所述水下摄像机可承受最大水深300米的水压；水下补光灯（105），所述水下补光灯外壳采用钛合金材料，防止海水腐蚀，光照强度可调节，以适应水下不同的光照需求，照明灯光束为平铺式，减少光照集聚对图像特征提取的影响；红色双联比例尺激光器（109），所述水下双联激光器采用红色激光激发器，两平行光柱投射到激光靶尺的光斑中心距固定，为后续计算机视觉软件处理算法提供比例尺；外壳采用钛合金材料，具备较强的抗海水腐蚀能力，并且耐压设计使其可承受最大水深1500米的水压；绿色基准线激光器（103），所述水下基准线激光器采用大功率绿色激光激发器，保证远距离的光路衰减后的投射光斑仍能为计算机视觉软件所识别；外壳采用钛合金材料，具备较强的抗海水腐蚀能力，并且耐压设计使其可承受最大水深1500米的水压；水面控制主机，所述水面控制主机通过水密电缆（102）将水下摄像机（110）和水下照明灯（105）连接成系统，可控制水下摄像机、水下照明灯的开关，并可根据水下环境控制水下照明灯补光强度，通过与相关软硬件集成，实时采集水下特征图像，并将水下摄像头采集的图像信号数据打包处理后传输给搭载计算机视觉软件的工程计算机进一步处理；搭载计算机视觉软件的工程计算机，所述搭载计算机视觉软件的工程计算机，接收从水面控制主机发来的视频信号，经计算机视觉软件进行图像预处理、特征提取等算法处理后，给出方块当前实时位置参数，并且将画面输出至显示屏，供水面调控人员参考。