87、水下同步激光线扫描成像系统解析

水下同步激光线扫描成像系统解析

在水下成像领域，为了获取高质量、远距离的图像，人们不断探索和发展各种成像技术。传统成像系统在水下成像时存在一定的局限性，而先进的成像系统，特别是同步激光线扫描（LLS）和激光距离选通（LRG）成像系统，为水下成像带来了新的突破。

传统与先进成像系统概述

传统成像系统通常由相机、闪光灯、弧光灯等组成，近年来，带有LED照明的高清电视相机也被纳入其中。这些系统使用相邻的广谱光源进行照明，适用于成像器与目标距离为1 - 2个光束衰减长度的表面成像。一个衰减长度是指光强度衰减到原来的1/e所需的传播距离，在清澈的海洋水中，这个距离通常为20 - 30米，而在浑浊的沿海水域，可能小于1米。当成像器与目标距离约为3个衰减长度时，通过将光源与相机空间分离，使用泛光灯照亮目标区域，可以获得可接受的图像。然而，随着散射系数的增加，共同体积散射水平上升，导致信噪比（SNR）、对比度和分辨率下降，最终形成对比度受限的图像。

先进成像系统使用激光源，通常能够在大于3个衰减长度的距离进行成像。这些扩展范围的成像器主要分为两类：同步激光线扫描（LLS）类和激光距离选通（LRG）类。

同步激光线扫描（LLS）系统

• 工作原理 ：同步LLS是一种串行成像系统，通常使用连续波（CW）激光源，通过窄瞬时视场（IFOV）单元素探测器在扫描线上持续跟踪目标，以减少共同散射体积。它能够在宽幅（可达70°）范围内进行扫描。基于实验和分析模型，同步扫描仪能够在大于5个衰减长度的最大距离下工作，但在浑浊水域中，由于多次近场反向散射的散粒噪声，其性能会受到限制；在较清澈的水中，则会受到前向散射的限制。 <