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龍圖騰網(wǎng)獲悉東南大學(xué)申請的專利一種基于紅外衍射光斑和雙目視覺的渾水三維點云測量方法獲國家發(fā)明授權(quán)專利權(quán)，本發(fā)明授權(quán)專利權(quán)由國家知識產(chǎn)權(quán)局授予，授權(quán)公告號為：CN115200505B 。

龍圖騰網(wǎng)通過國家知識產(chǎn)權(quán)局官網(wǎng)在2025-05-06發(fā)布的發(fā)明授權(quán)授權(quán)公告中獲悉：該發(fā)明授權(quán)的專利申請?zhí)?專利號為：202210829794.7，技術(shù)領(lǐng)域涉及：G01B11/24；該發(fā)明授權(quán)一種基于紅外衍射光斑和雙目視覺的渾水三維點云測量方法是由邵新星;童子祥;谷柳凝;侯士通;胡曉函;吳剛;何小元設(shè)計研發(fā)完成，并于2022-07-13向國家知識產(chǎn)權(quán)局提交的專利申請。

本一種基于紅外衍射光斑和雙目視覺的渾水三維點云測量方法在說明書摘要公布了：本發(fā)明提供了一種基于紅外衍射光斑和雙目視覺的渾水三維點云測量方法，該方法包括如下步驟：（1）搭建基于紅外衍射光斑和雙目視覺的水下光學(xué)三維形貌測量系統(tǒng)；（2）構(gòu)建水下紅外相機成像模型，對水下紅外相機系統(tǒng)的折射參數(shù)進行標(biāo)定，校正因為介質(zhì)折射率不同導(dǎo)致的偏差；（3）在被測物體表面投射紅外衍射光斑，作為被測物表面的形貌信息載體；（4）相機采集圖像，基于渾水圖像退化模型對采集的圖像做圖像增強處理；（5）通過計算得到某階段物體表面局部光學(xué)三維形貌點云數(shù)據(jù)，移動光學(xué)測量裝置得到各階段物體表面局部光學(xué)三維形貌點云數(shù)據(jù)。本發(fā)明克服水下測量中的光線折射問題，消除了折射產(chǎn)生的誤差，提高了水下光學(xué)測量方法的精度。

本發(fā)明授權(quán)一種基于紅外衍射光斑和雙目視覺的渾水三維點云測量方法在權(quán)利要求書中公布了：1.一種基于紅外衍射光斑和雙目視覺的渾水三維點云測量方法，其特征在于，包括以下步驟：步驟1，搭建水下光學(xué)三維形貌測量系統(tǒng)，將紅外相機、相機防水罩、相機固定架、DOE激光器根據(jù)測量方案合理放置并固定，使用標(biāo)定板對紅外相機的內(nèi)參和外參進行標(biāo)定；步驟2，根據(jù)步驟1中標(biāo)定出的相機內(nèi)參和外參，對水下相機的折射參數(shù)進行標(biāo)定，得到水下折射成像模型，所述水下折射成像模型用以校正光線在經(jīng)過不同介質(zhì)時由折射率不同引起的誤差，其中，對水下相機的折射參數(shù)進行標(biāo)定，具體步驟如下：當(dāng)步驟1中所述紅外相機的個位為2個時，兩臺紅外相機C0、C1放置于有透明平板觀察窗的防水罩中，來自P點的光線經(jīng)由水體、玻璃觀察窗、空氣三種介質(zhì)成像于感光靶面，空氣、玻璃、水的折射率分別為n1、n2、n3，倘若不做任何折射校正處理，得到的三維點即為P′，||P-P′||即為誤差；在左相機坐標(biāo)系C0-XYZ中，C0＝0，0，0，C1＝t＝tx，ty，tz，其中t為相機外參中的平移矩陣，利用P′點在左相機C0和右相機C1中的坐標(biāo)，可以得到光線向量l1和l1′： 則在左相機坐標(biāo)系C0-XYZ中，l1和l1′向量所處的直線方程為： 根據(jù)空氣層厚度D1以及折射面法向量n，可以得到折射面Π1的方程：Π1：nTX+D1＝0光線l1和光線l1′與折射面Π1的交點分別為P1、P1′： 當(dāng)光線經(jīng)過空氣和玻璃的折射面Π1時，由于折射率不同會發(fā)生折射，根據(jù)斯涅耳定律，折射后的光線向量l2和l2′分別為： 假設(shè)P1、P1′的坐標(biāo)分別為X1，Y1，Z1和X1′，Y1′，Z1′，則l2和l2′向量所處的直線方程為： 根據(jù)玻璃層厚度D2以及折射面法向量n，可以得到折射面Π2的方程：Π2：nTX+D1+D2＝0光線l2和光線l2′與折射面Π2的交點分別為P2、P2′： 同理，折射后的光線向量l3和l3′分別為： 利用最小二乘法計算l3和l3′的交點，可以得到真實物點P，即消除了折射的影響，因此，標(biāo)定的折射模型中應(yīng)包括以下參數(shù)：相機光心到觀察窗內(nèi)表面的距離D1，觀察窗厚度D2，觀察窗平面的法向量n＝nx，ny，nz；步驟3，設(shè)置DOE激光器的參數(shù)，使DOE激光器在水下物體表面上投射的衍射光斑能夠覆蓋紅外相機視場，并且單個光斑的大小在紅外相機畫面中占據(jù)5-10個像素，所述衍射光斑作為被測物表面的形貌信息載體；步驟4，通過紅外相機采集紅外光斑圖像，基于水下圖像退化模型，對采集的圖像做圖像增強處理，獲得高質(zhì)量紅外衍射光斑；步驟5，通過計算得到某階段物體表面局部光學(xué)三維形貌點云數(shù)據(jù)，移動光學(xué)三維形貌測量系統(tǒng)得到各階段物體表面局部光學(xué)三維形貌點云數(shù)據(jù)。

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