本文關(guān)鍵詞：水下大尺度光場分布研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：21世紀(jì)是海洋的世界,各個國家都對海洋資源的探測與開發(fā)展開了深入的研究,各個領(lǐng)域中的海洋探測技術(shù)的的發(fā)展都得到了很大的促進(jìn)。以水下探測技術(shù)為例,可分為聲學(xué)探測技術(shù)和光學(xué)探測技術(shù)。由于人眼的視覺效應(yīng),水下光學(xué)探測技術(shù)獲取的影像更能夠符合人眼的直觀感受,因此展開水下光學(xué)成像的研究對于人類認(rèn)識水下世界、開發(fā)海洋資源將發(fā)揮很重要的推動作用。本文針對海洋光學(xué)探測水下成像領(lǐng)域近些年的進(jìn)展,通過對水介質(zhì)的光學(xué)特性的研究與分析,根據(jù)照度學(xué)的相關(guān)理論基礎(chǔ),將純粹光度學(xué)度量概念(如光強(qiáng)度、光通量等)引入到在水下光學(xué)研究中,使水下光場能量的分布能夠很好地使用數(shù)學(xué)解析的方式進(jìn)行描述。對水下視覺系統(tǒng)中常用的衰減距離、體積散射函數(shù)、水質(zhì)透明度等概念進(jìn)行了微觀和宏觀上的分析,同時確立了實驗室環(huán)境下的有效的水質(zhì)透明度的測量手段。在能量層面上和水下圖像襯度傳輸層面上展開了對水下視覺系統(tǒng)的成像條件的研究,提出了一套基于視覺閾值的水下輔助照明視覺系統(tǒng)的成像有效性的評估標(biāo)準(zhǔn)。標(biāo)準(zhǔn)中指出水下輔助照明視覺系統(tǒng)的成效有效性不僅依賴于照明光源的強(qiáng)度,而且還依賴于光源、接收器CCD、目標(biāo)物的幾何配置屬性,這些參數(shù)都最終影響著水下目標(biāo)物的最大成像距離和成像質(zhì)量。因此我們依照此套“評估標(biāo)準(zhǔn)”展開了水下大尺度光場的研究與設(shè)計工作,其大尺度的概念主要體現(xiàn)在成像距離大和視野景深足這兩方面。在這一步的工作中完成了可用于2倍透明度距離目標(biāo)物觀測的水下雙凸透鏡密集集束光源(BILC)的設(shè)計與加工,通過光強(qiáng)測量等實驗手段,驗證了其光學(xué)參數(shù)符合設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)。同時通過使用雙凸透鏡密集集束光源(BILC)和菲涅爾透鏡集束光源(FNLC)以光源矩陣的方式使系統(tǒng)達(dá)到2倍透明度可視距離的同時,克服視野軸線上近距離景深不足的問題。
【關(guān)鍵詞】：大尺度光場 非均勻光場 透明度 視覺閾值
【學(xué)位授予單位】：中國海洋大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：P715.5
【目錄】：

• 摘要5-6
• abstract6-11
• 1 緒論11-17
• 1.1 研究背景11-13
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀13-15
• 1.2.1 研究意義14-15
• 1.3 本論文研究各章節(jié)安排15-17
• 2 水介質(zhì)光學(xué)特性17-35
• 2.1 水下光度學(xué)度量17-24
• 2.1.1 光通量18-20
• 2.1.2 光強(qiáng)度20-22
• 2.1.3 光照度22-23
• 2.1.4 光亮度23-24
• 2.2 水下光的傳輸特性24-34
• 2.2.1 水介質(zhì)的衰減效應(yīng)24-25
• 2.2.2 水介質(zhì)的散射效應(yīng)25-29
• 2.2.2.1 水分子散射26
• 2.2.2.2 粒子散射26-27
• 2.2.2.3 散射效應(yīng)宏觀定性度量27-29
• 2.2.3 水體透明度29-34
• 2.2.3.1 海水透明度基本定義29-30
• 2.2.3.2 水下目標(biāo)物襯度-水體透明度體系30-33
• 2.2.3.3 實驗室常用透明度體系測量方法33-34
• 2.3 本章小結(jié)34-35
• 3 水下視覺系統(tǒng)成像的光場研究35-49
• 3.1 水下視覺系統(tǒng)成像的光場能量研究38-45
• 3.1.1 目標(biāo)物直射光照度38
• 3.1.2 目標(biāo)物散射光照度38-40
• 3.1.3 目標(biāo)物總照度40
• 3.1.4 接收器接收回程直射光照度40-41
• 3.1.5 接收器接收回程散射光照度41-42
• 3.1.6 接收器接收探測目標(biāo)全功率42-45
• 3.2 水下視覺系統(tǒng)成像的表觀面襯度研究45-48
• 3.3 本章小結(jié)48-49
• 4 水下大尺度光場建立方法與設(shè)計49-67
• 4.1 2倍透明度距離成像設(shè)計51-58
• 4.1.1 光源強(qiáng)度參數(shù)計算51-53
• 4.1.2 系統(tǒng)襯度評估53-54
• 4.1.3 凸透鏡密集集束光源(BILC光源)54-58
• 4.2 接收視角大景深設(shè)計58-60
• 4.3 水下大尺度光場系統(tǒng)實現(xiàn)60-66
• 4.3.1 光源陣列子系統(tǒng)60-61
• 4.3.2 圖像采集、存儲子系統(tǒng)61
• 4.3.3 控制子系統(tǒng)61-66
• 4.4 本章小結(jié)66-67
• 5 水下大尺度光場成像實驗67-85
• 5.1 單燈水下照明實驗68-80
• 5.1.1 單燈水下照明實驗環(huán)境與設(shè)備68-70
• 5.1.2 單燈水下照明實驗?zāi)康?/span>70
• 5.1.3 單燈水下照明實驗過程70-72
• 5.1.4 單燈水下照明實驗結(jié)果72-80
• 5.2 集束光源陣列系統(tǒng)水下照明實驗80-84
• 5.2.1 集束光源陣列系統(tǒng)水下照明實驗環(huán)境與設(shè)備80-81
• 5.2.2 集束光源陣列系統(tǒng)水下照明實驗?zāi)康?/span>81
• 5.2.3 集束光源陣列系統(tǒng)水下照明實驗過程81-82
• 5.2.4 集束光源陣列系統(tǒng)水下照明實驗結(jié)果82-84
• 5.3 水下大尺度光場照明結(jié)果分析討論84-85
• 6 總結(jié)與展望85-87
• 6.1 本文工作總結(jié)85-86
• 6.2 未來展望86-87
• 參考文獻(xiàn)87-92
• 致謝92-93
• 個人簡歷93
• 發(fā)表的學(xué)術(shù)論文93

【相似文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 馮包根;水下激光電視技術(shù):水下視覺延伸之路[J];百科知識;1994年07期

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 孫夢楠;水下大尺度光場分布研究[D];中國海洋大學(xué);2015年

  本文關(guān)鍵詞：水下大尺度光場分布研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

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本文編號：282868