买专利卖专利找龙图腾，真高效！ 查专利查商标用IPTOP,全免费！专利年费监控用IP管家,真方便！

申请/专利权人：山东大学

摘要：本发明公开了一种水下目标光谱反射率计算模型的构建方法，属于图像数据处理领域，包括以下步骤：S1、标定高光谱成像系统的液体镜头电压与对焦距离的关系；S2、利用水下航行器搭载标定完毕的高光谱成像系统在水下航行，并在航行过程中利用高光谱成像系统内置的扫描模块对目标物进行拍摄，获得高光谱数据；S3、构建光谱反射率计算模型：基于高光谱成像系统的光源在目标物上的照度和未经过水体衰减时目标物漫反射的辐射出射度，计算目标物的反射率。本发明采用上述水下目标光谱反射率计算模型的构建方法，通过构建反射率计算模型，可在不借助漫反射板的前提下，计算目标物的真实反射率，简化了图像采集的过程，降低了在水下进行操作的难度。

主权项：1.一种水下目标光谱反射率计算模型的构建方法，其特征在于：包括以下步骤：S1、标定高光谱成像系统的液体镜头电压与对焦距离的关系；步骤S1具体包括以下步骤：S11、使用液体镜头的彩色相机，在液体镜头工作电压范围内从对焦最低电压至最高电压等间隔拍摄，以设定间隔采集图像照片；S12、根据图像大小进行等分，分为N个ROI，分别计算每个ROI的梯度数据点，并对梯度数据点进行洛伦兹拟合，获取峰值；S13、根据峰值，得到ROI内目标物平面的距离，并根据目标物像元所对应的角度，得到目标物与高光谱成像系统的距离；S2、利用水下航行器搭载标定完毕的高光谱成像系统在水下航行，并在航行过程中利用高光谱成像系统内置的扫描模块对目标物进行拍摄，获得高光谱图像；S3、构建光谱反射率计算模型：基于高光谱成像系统的光源在目标物上的照度和未经过水体衰减时目标物漫反射的辐射出射度，计算目标物的反射率；步骤S3具体包括以下步骤：S31、根据高光谱成像系统内搭载的姿态传感器和测距仪，得到高光谱成像系统的高度，并通过目标物在图像中的位置，计算得到目标物内侧边缘对应的出射角以及目标物外侧边缘对应的出射角，进而得到目标物的面积；S32、基于光源的配光曲线，确定高光谱成像系统的照明平面上的光通量： （1）式中，为目标物外侧边缘对应的出射角；为光源的发光强度；为目标物内侧边缘和外侧边缘之间对应的出射角；为高光谱成像系统与目标物内侧边缘的距离；为目标物的面积；S33、考虑光源发出的光通过水体介质时，消光作用与入射辐射能量、介质密度、经过的路径成正比，得到： （2）式中，为光谱质量消光系数，单位为；求解公式（2），得到： （3）式中，为s=0的初始光谱辐射通量，其中为目标物与高光谱成像系统的距离，单位为m；S34、假设水体介质的光学性质均匀，此时，为密度；，为介质的衰减系数；将公式（3）化简，得到： （4）结合式（1）和（4），得到光源发出的光通量经过距离的衰减后，到达目标物所在平面的光通量： （5）式中，为目标物外侧边缘对应的出射角；为光源的发光强度；为衰减系数；为介质密度；为目标物与高光谱成像系统的距离；为目标物的面积；S35、计算高光谱成像系统的光源在目标物上的照度： （6）式中，为目标物在垂直于光源发射中心方向的投影的面积；S36、根据高光谱成像系统采集到的响应DN值以及定标结果，换算得到接收目标物的辐照度值，并将目标物视作次级光源，得到在未经过水体衰减时目标物漫反射的辐射出射度为： （7）式中，为高光谱成像系统入瞳面的幅通量；获得目标物的反射率为： （8）。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 山东大学 一种水下目标光谱反射率计算模型的构建方法