高亚军,丛杨等 | 毫米级精度水下RGB-D成像系统（MOOP）
文摘
科技
2024-10-28 12:01
北京
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研究团队
丛杨：华南理工大学
高亚军、唐旭、李明学：中国科学院沈阳自动化研究所
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Yajun GAO, Yang CONG, Xu TANG & Mingxue LI. Underwater RGB-D imaging system with millimetric precision. Sci China Inf Sci, 2024, 67(10): 204201, doi: 10.1007/s11432-024-4154-5
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近年来，水下精细三维重建技术已成为科研领域的一大研究热点，其在水下考古、海洋资源勘探等诸多领域展现出广阔的潜在应用价值。然而，当前技术在水下环境的应用仍面临诸多限制。具体而言，尽管传统相机能够捕获丰富的颜色信息，而声纳、结构光等传感器则擅长获取深度信息，但缺乏有效的技术来高效整合这两类信息，从而严重阻碍了水下场景的高保真再现。如何将水下目标“去除水”之后呈现在观察者面前，实现对水下环境中纹理和颜色的精确捕捉，具有重要意义。![]()
水下精细化三维重建需要解决光衰减、折射和颜色失真等难点。我们提出了一种毫米级水下RGB-D成像系统，聚焦于系统的精确标定、三维点云的高效获取以及颜色的精确映射。- 提出一种水下RGB-D折射三维重建算法，建立了适合水下折射条件的结构光模型。
- 提出了一种简化的校准流程，只需要在水下拍摄一张图像，其余校准在空气中进行。
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本研究在水池中成功实现了对工件、螺旋桨和船舶等模型的毫米级精细化RGB-D重建。实验结果验证了所提方法的性能，不仅能够精确捕捉目标的颜色细节，还能准确反映其几何信息。![]()
