RU2424542C2 - Method of detecting objects under water - Google Patents

Method of detecting objects under water Download PDF

Info

Publication number
RU2424542C2
RU2424542C2 RU2009117333/28A RU2009117333A RU2424542C2 RU 2424542 C2 RU2424542 C2 RU 2424542C2 RU 2009117333/28 A RU2009117333/28 A RU 2009117333/28A RU 2009117333 A RU2009117333 A RU 2009117333A RU 2424542 C2 RU2424542 C2 RU 2424542C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
images
space
illuminated
objects
stereoscopic
Prior art date
Application number
RU2009117333/28A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2009117333A (en
Inventor
Владимир Аминович Подгорнов (RU)
Владимир Аминович Подгорнов
Семен Владимирович Подгорнов (RU)
Семен Владимирович Подгорнов
Александр Николаевич Щербина (RU)
Александр Николаевич Щербина
Original Assignee
Федеральное государственное унитарное предприятие "Российский Федеральный Ядерный Центр - Всероссийский Научно-Исследовательский Институт Технической Физики имени академика Е.И. Забабахина" (ФГУП "РФЯЦ-ВНИИТФ им. академ. Е.И. Забабахина")
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное унитарное предприятие "Российский Федеральный Ядерный Центр - Всероссийский Научно-Исследовательский Институт Технической Физики имени академика Е.И. Забабахина" (ФГУП "РФЯЦ-ВНИИТФ им. академ. Е.И. Забабахина") filed Critical Федеральное государственное унитарное предприятие "Российский Федеральный Ядерный Центр - Всероссийский Научно-Исследовательский Институт Технической Физики имени академика Е.И. Забабахина" (ФГУП "РФЯЦ-ВНИИТФ им. академ. Е.И. Забабахина")
Priority to RU2009117333/28A priority Critical patent/RU2424542C2/en
Publication of RU2009117333A publication Critical patent/RU2009117333A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2424542C2 publication Critical patent/RU2424542C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Testing, Inspecting, Measuring Of Stereoscopic Televisions And Televisions (AREA)
  • Image Processing (AREA)

Abstract

FIELD: physics.
SUBSTANCE: stereoscopic images of the monitored underwater space are taken directly in the aquatic medium, wherein the monitored space is illuminated and the serial images obtained are analysed. When implementing the method, stereoscopic images are simultaneously taken from several spatially distributed points, the direction of observation and the distance between which is selected based on the condition for providing maximum possible continuity of viewing the monitored space. All stereoscopic images obtained at each given time instant are analysed and boundaries of the monitored space and/or protected object and/or a region in its immediate vicinity are illuminated. Foreign objects are identified from their shadows from light sources on multi-aspect images obtained beyond the illuminated area.
EFFECT: efficient monitoring of extended and large-area underwater areas while preserving advantages of stereoscopic photography.
4 cl, 7 dwg

Description

Изобретение относится к оптическим средствам для наблюдения за подводным пространством и обнаружения объектов в нем. Изобретение может применяться в промышленности, например, для своевременного предупреждения попадания в зону водозабора насосной станции посторонних предметов, а также в природоохранных целях, например, для поиска утечек веществ из кораблей, стоящих на рейде, в терминалах наливных портов, у пирсов.The invention relates to optical means for observing underwater space and detecting objects in it. The invention can be applied in industry, for example, for timely prevention of foreign objects getting into the water intake zone of the pumping station, as well as for environmental purposes, for example, to search for leaks of substances from ships standing on the roads, in terminals of bulk ports, at piers.

Промышленностью ряда стран освоен выпуск разнообразных технических средств для проведения наблюдения в подводной среде. В частности, для наблюдения подводного пространства применяют погружные видеокамеры фирмы Sony. Однако при данном способе наблюдения сложно организовать контроль подводного пространства с автоматической селекцией ложных объектов (рыб и других биологических видов, проплывающих перед объективом видеокамеры) вследствие:The industry of a number of countries has mastered the production of various technical means for conducting surveillance in the underwater environment. In particular, Sony immersion cameras are used to monitor underwater space. However, with this method of observation, it is difficult to organize control of the underwater space with automatic selection of false objects (fish and other biological species swimming in front of the camera lens) due to:

- невозможности точного определения расстояния до объекта при неизвестных его размерах;- the impossibility of accurately determining the distance to the object with unknown dimensions;

- невозможности точного определения размеров объекта при неизвестном расстоянии до него.- the impossibility of accurately determining the size of an object with an unknown distance to it.

В качестве прототипа заявляемого изобретения выбран способ обнаружения объектов под водой с улучшенной видимостью, описанный в патенте США №6348942 от 09.11.98, опубл. 19.02.2002, МПК H04N 07/18.As a prototype of the claimed invention, a method for detecting objects under water with improved visibility is described, described in US patent No. 6348942 from 09.11.98, publ. 02/19/2002, IPC H04N 07/18.

Сущность известного способа заключается в регистрации стереоскопического изображения контролируемого участка подводного пространства непосредственно в водной среде. Стереоскопическое изображение регистрируют стереокамерой в водозащищенном исполнении, образованной двумя идентичными однонаправленными видеокамерами, установленными на одной линии на некотором небольшом расстоянии относительно друг друга. Стереоскопическое изображение позволяет правильно оценить размеры и расстояние до интересующего объекта. Одну стереокамеру устанавливают на носовой части смотрового судна, вторую - на кормовой. Осуществляют также подсветку окружающей водной среды с помощью лазеров, излучающих зелено-голубой свет и размещенных в тех же водозащитных корпусах, что и видеокамеры.The essence of the known method is to register a stereoscopic image of a controlled section of the underwater space directly in the aquatic environment. A stereoscopic image is recorded with a stereo camera in a waterproof design formed by two identical unidirectional video cameras mounted on the same line at some small distance relative to each other. A stereoscopic image allows you to correctly assess the size and distance to the object of interest. One stereo camera is installed on the bow of the viewing vessel, the second on the stern. They also illuminate the surrounding water environment using lasers emitting blue-green light and placed in the same waterproof cases as video cameras.

Основной недостаток прототипа заключается в невозможности обеспечения одномоментного наблюдения и обнаружения объектов во всем контролируемом подводном пространстве, поскольку поле обзора каждый момент времени ограничено, а смотровое судно перемещается в заданном направлении с лимитированной скоростью. Ограниченная область одномоментного обзора может значительно уменьшить вероятность обнаружения интересующего объекта.The main disadvantage of the prototype is the impossibility of providing simultaneous monitoring and detection of objects in the entire controlled underwater space, since the field of view is limited at each moment of time, and the observation vessel moves in a given direction at a limited speed. The limited scope of the instantaneous survey can significantly reduce the likelihood of detecting an object of interest.

Задача заключается в создании способа эффективного контроля протяженных и площадных подводных зон с сохранением преимуществ, обеспечиваемых стереоскопической съемкой.The task is to create a method for the effective control of extended and areal underwater areas while maintaining the benefits provided by stereoscopic shooting.

Поставленная задача решается следующим образом.The problem is solved as follows.

В способе обнаружения объектов под водой, согласно которому регистрируют непосредственно в водной среде стереоскопические изображения контролируемого подводного пространства, при этом осуществляют подсветку контролируемого пространства и анализируют полученные последовательные изображения, согласно изобретению одномоментно регистрируют стереоскопические изображения из нескольких пространственно распределенных точек, расстояния между которыми и направления наблюдения выбирают из условия обеспечения максимально возможной сплошности обзора контролируемого пространства, осуществляют анализ всех полученных в каждый данный момент времени стереоскопических изображений, при этом выполняют подсветку границ контролируемого пространства и/или охраняемого объекта и/или области в его непосредственной близости и определяют посторонние объекты по их теням от источников света на многоракурсных изображениях, полученных за пределами подсвеченной области.In the method for detecting objects under water, according to which stereoscopic images of the underwater space are monitored directly in the aquatic environment, the controlled space is illuminated and successive images are analyzed, according to the invention, stereoscopic images are simultaneously recorded from several spatially distributed points, the distances between them and the direction of observation choose from the condition of providing the maximum possible spl The monitoring area of the monitored space analyzes all stereoscopic images received at any given time, while highlighting the boundaries of the monitored space and / or the protected object and / or the area in its immediate vicinity and identify foreign objects from their shadows from light sources in multi-angle images obtained outside the highlighted area.

Технический результат обусловлен тем, что увеличенное количество одномоментно регистрируемых многоракурсных стереоскопических изображений обеспечивает формирование сплошной картины контролируемого подводного пространства в каждый заданный момент времени, что позволяет оценивать ситуацию по всей контролируемой территории, своевременно обнаруживая интересующие объекты.The technical result is due to the fact that the increased number of simultaneously recorded multi-angle stereoscopic images provides the formation of a continuous picture of the controlled underwater space at each given point in time, which allows us to assess the situation throughout the controlled territory, timely detecting objects of interest.

Кроме того, для увеличения эффективности обнаружения объектов при контролировании значительного по площади подводного пространства в условиях замутненности водной среды или недостаточности освещения, осуществляют подсветку границ контролируемого пространства и определяют посторонние объекты по их теням от источников света на многоракурсных изображениях, полученных за пределами подсвеченной области. Для этих же целей осуществляют подсветку охраняемого объекта и/или области в его непосредственной близости и определяют посторонние объекты по их теням на многоракурсных изображениях подсвеченной области, полученных за ее пределами. При такой подсветке за счет рассеяния света в водной среде создается освещенный слой. Объекты, проплывающие между освещенным слоем воды и расположенной вне подсвечиваемой области аппаратурой, регистрирующей изображения, отбрасывают в сторону аппаратуры тень, которая на полученных изображениях выглядит как область затенения освещенного слоя. В результате облегчается поиск объектов на зарегистрированных изображениях вследствие их обнаружения по перепаду яркости (тени) в подсвечиваемом слое.In addition, in order to increase the detection efficiency of objects when monitoring a significant underwater area under turbid conditions of the aquatic environment or insufficient lighting, the boundaries of the controlled space are illuminated and foreign objects are determined by their shadows from light sources in multi-angle images obtained outside the illuminated area. For the same purposes, the protected object and / or area is illuminated in its immediate vicinity and foreign objects are determined by their shadows on multi-angle images of the highlighted area obtained outside it. With such illumination, an illuminated layer is created due to light scattering in the aquatic environment. Objects floating between the illuminated layer of water and the equipment that registers images located outside the illuminated region cast a shadow towards the apparatus, which in the received images looks like a shadow region of the illuminated layer. As a result, the search for objects on registered images is facilitated due to their detection by the difference in brightness (shadow) in the highlighted layer.

Кроме того, для обеспечения сплошности наблюдаемой картины контролируемого подводного пространства, в условиях пересеченного рельефа дна, точки наблюдения располагают на разной глубине.In addition, to ensure the continuity of the observed pattern of controlled underwater space, under the conditions of a rugged bottom topography, the observation points are located at different depths.

Кроме того, для обеспечения большей дальности обнаружения интересующих объектов, в условиях снижения видимости в воде, подсветку производят в импульсном режиме и синхронизируют ее с регистрацией изображений, в результате чего увеличивается поток света от устройств подсветки (импульсных вспышек) в момент регистрации кадров.In addition, to ensure a greater detection range of objects of interest, in conditions of reduced visibility in water, the backlight is produced in a pulsed mode and synchronized with the registration of images, resulting in an increase in the light flux from the backlight devices (pulsed flashes) at the time of recording frames.

Кроме того, применяют подсветку в разных спектральных диапазонах и при анализе сравнивают и/или комбинируют изображения, полученные в разных спектральных диапазонах. Это обеспечивает лучшее обнаружение объекта с неизвестными спектральными отражательными характеристиками, т.к. такая подсветка позволяет получить на регистрируемых изображениях максимальный перепад в яркости между объектами и фоном, что увеличивает контрастность изображений объектов. А сравнение и/или комбинирование изображений, снятых с подсветкой в разных спектральных диапазонах, позволяет выбрать наиболее информативные из них.In addition, backlighting is used in different spectral ranges, and in the analysis, images obtained in different spectral ranges are compared and / or combined. This provides better detection of an object with unknown spectral reflective characteristics, because Such illumination allows to obtain the maximum difference in brightness between the objects and the background on the recorded images, which increases the contrast of the images of the objects. A comparison and / or combination of images taken with backlight in different spectral ranges allows you to choose the most informative of them.

На фиг.1 схематично показано пространственное распределение точек 1 наблюдения вдоль границы 2 контролируемого подводного пространства, где каждая точка 1 наблюдения с помощью оптоволоконной линии 3 связи соединена через ретранслятор 4 с центральным пунктом управления 5. На фиг.2 схематично показано распределение точек 1 по площади контролируемого подводного пространства (например, стоянки корабля 6), ограниченного границей 2 (пунктирная линия), где также все точки 1 наблюдения соединены через оптоволоконные линии 3 связи и ретрансляторы 4 с центральным пунктом наблюдения 5. На фиг.3 условно представлена область обзора границы контролируемого пространства из точек наблюдения 1, формируемая секторами 7, а на фиг.4 - область обзора площади контролируемого пространства из точек наблюдения 1, формируемая аналогичными секторами. На фиг.5 а, б условно показаны два среза водной толщи на участках контролируемого подводного пространства с разными глубинами с использованием источников подсветки, размещенных на буях 8 и формирующих в водной среде подсвечиваемые области 9. На фиг.6 приведен срез водной толщи на контролируемом участке площадной подводной зоны (стоянки кораблей 6), где показаны посторонние объекты 10 и 11, попавшие в зону наблюдения. На фиг.7 а, б показана стереоскопическая пара изображений с зарегистрированными на них интересующими объектами 10 и 11.Figure 1 schematically shows the spatial distribution of the observation points 1 along the border 2 of the monitored underwater space, where each observation point 1 is connected via a repeater 4 to the central control point 5 via a fiber optic communication line 5. Figure 2 schematically shows the distribution of points 1 over the area controlled underwater space (for example, the parking lot of ship 6), limited by border 2 (dashed line), where also all observation points 1 are connected through fiber-optic communication lines 3 and repeaters 4 s ENTRAL observation point 5. Figure 3 shows conventionally viewing area border controlled space of the observation points 1, formed by sectors 7, and 4 - region area controlled viewing space of the observation points 1, formed by the same sectors. Figure 5 a, b conventionally shows two sections of the water column in sections of the underwater space with different depths using light sources located on buoys 8 and forming illuminated areas 9 in the aquatic environment. Figure 6 shows a section of the water column in the controlled section areal underwater zone (ship parking 6), which shows foreign objects 10 and 11 that fall into the observation zone. Figures 7 a and b show a stereoscopic pair of images with objects of interest 10 and 11 registered on them.

Способ реализуется следующим образом.The method is implemented as follows.

На первом этапе обнаружения интересующих объектов в водной среде производится одномоментная регистрация многоракурсных стереоскопических изображений контролируемого подводного пространства из нескольких пространственно распределенных точек 1. Точки в зависимости от ставящейся задачи мониторинга могут располагаться:At the first stage of the detection of objects of interest in the aquatic environment, simultaneous registration of multi-angle stereoscopic images of a controlled underwater space from several spatially distributed points 1. The points, depending on the monitoring task, can be located:

- вдоль границы 2 контролируемого подводного пространства (фиг.1), обеспечивая мониторинг протяженной подводной зоны (например, периметра границы);- along the border 2 of the controlled underwater space (figure 1), providing monitoring of an extended underwater zone (for example, the perimeter of the border);

- по площади контролируемого подводного пространства (фиг.2), обеспечивая мониторинг площадной подводной зоны, охватываемой границей 2 (например, стоянки корабля 6).- the area of the controlled underwater space (figure 2), providing monitoring of the area of the underwater area covered by the border 2 (for example, the parking lot of the ship 6).

Расстояние между точками 1 выбирают из условия обеспечения максимально возможной сплошности обзора контролируемого пространства. На фиг.3 непрерывность наблюдения границы 2 контролируемого пространства показана перекрывающимися секторами 7 обзора используемого оборудования, устанавливаемого в точках 1 и регистрирующего стереоскопические изображения. На фиг.4 секторами 7 показана сплошность наблюдения площади контролируемого пространства.The distance between points 1 is selected from the condition of ensuring the maximum possible continuity of the review of the controlled space. In Fig.3, the continuity of observation of the border 2 of the controlled space is shown by overlapping sectors 7 of the overview of the equipment used, installed at points 1 and recording stereoscopic images. Figure 4 sectors 7 shows the continuity of observation of the area of the controlled space.

В условиях пересеченного рельефа дна, для обеспечения непрерывности наблюдения контролируемого пространства, точки 1 могут располагаться на разной глубине. На фиг.5 а, б изображены два среза водной толщи с разной глубиной, где показано вертикальное расположение точек 1 и секторов 7.In conditions of a crossed bottom topography, to ensure the continuity of observation of the controlled space, points 1 can be located at different depths. Figure 5 a, b shows two sections of the water column with different depths, which shows the vertical arrangement of points 1 and sectors 7.

При недостаточном освещении контролируемого подводного пространства для автоматического обнаружения в нем интересующих объектов организуют его подсветку. Такую подсветку осуществляют установкой приборов-осветителей на буи 11 (фиг.5а, б) или непосредственно на охраняемый объект 6 (фиг.6), формируя подсвечиваемые области 9.In case of insufficient illumination of the controlled underwater space for automatic detection of objects of interest in it, it will be illuminated. Such illumination is carried out by installing fixtures-illuminators on buoys 11 (Fig. 5a, b) or directly on the guarded object 6 (Fig. 6), forming illuminated areas 9.

Для увеличения мощности подсветки приборы-осветители должны работать в импульсном режиме с обеспечением синхронизации подсветки с регистрацией кадров.To increase the backlight power, illuminator devices should operate in a pulsed mode, ensuring synchronization of the backlight with the registration of frames.

Также для лучшего обнаружения объекта с неизвестными спектральными отражательными характеристиками должна применяться подсветка в разных спектральных диапазонах, которая позволяет получить на регистрируемых изображениях максимальный перепад в яркости между объектами и фоном, т.е. получить контрастные изображения объектов. Однако на подсвечиваемых изображениях регистрируемые образы объектов могут быть либо пересвеченными, либо в виде теневого контура. Вследствие этого с изображениями, зарегистрированными с подсветкой, чередуются изображения, зарегистрированные без подсветки.Also, for better detection of an object with unknown spectral reflective characteristics, illumination in different spectral ranges should be used, which allows to obtain the maximum difference in brightness between the objects and the background on the recorded images, i.e. Get contrasting images of objects. However, on illuminated images, registered images of objects can be either overexposed or in the form of a shadow outline. As a result, images registered without backlight alternate with images registered with backlight.

При контролировании значительного по площади подводного пространства в условиях замутненности водной среды или недостаточности освещения производится подсветка преимущественно границ контролируемого пространства, при этом должно соблюдаться условие сплошности подсветки по границе. На фиг.5 а, б на срезе водной толщи показаны подсвечиваемые области 9, расположенные на границе 2 контролируемого пространства. При больших размерах контролируемого пространства и потребности в наблюдении только охраняемого (осматриваемого) объекта подсветка должна производиться с самого охраняемого объекта и/или из области в его непосредственной близости. Аналогично должно соблюдаться условие сплошности подсветки. На фиг.6 на срезе водной толщи показаны подсвечиваемые области 9, охватывающие подводную часть охраняемого объекта (корабля 6, стоящего на рейде в контролируемой области) и пространство в ее непосредственной близости. В обоих случаях при организации данной подсветки наблюдение должно вестись извне пределов подсвечиваемой области (фиг.5 а, б и фиг.6). Эффект от данных способов регистрации изображений заключается в следующем. За счет рассеяния света в водной среде создается освещенный слой. Объекты, проплывающие между освещенным слоем воды и аппаратурой, регистрирующей изображения, отбрасывают в сторону аппаратуры тень, которая на полученных изображениях выглядит как область затенения освещенного слоя. На фиг.6 данный объект показан под позицией 10, а на фиг.7а, б представлен его образ (под той же позицией) в виде тени на изображении освещенного слоя 9, выступающем в роли яркого экрана (светлого заднего фона). В результате облегчается поиск объектов на зарегистрированных изображениях вследствие их обнаружения по перепаду яркости (теням) в подсвечиваемом слое. Образ постороннего объекта 11, попавшего в подсвеченную зону 9, регистрируется непосредственно от самого объекта.When controlling a significant underwater area under conditions of turbidity of the aquatic environment or insufficient lighting, the borders of the controlled space are highlighted mainly, and the condition of continuity of illumination along the border must be observed. Figure 5 a, b on a section of the water column shows the illuminated area 9, located on the border 2 of the controlled space. With the large size of the controlled space and the need for monitoring only the protected (inspected) object, illumination should be made from the protected object and / or from the area in its immediate vicinity. Similarly, the condition of continuity of the backlight should be observed. 6, a section of the water column shows the illuminated area 9, covering the underwater part of the protected object (ship 6, standing on the roads in the controlled area) and the space in its immediate vicinity. In both cases, when organizing this illumination, observation should be carried out from outside the limits of the highlighted area (Fig. 5 a, b and Fig. 6). The effect of these image registration methods is as follows. Due to the scattering of light in the aquatic environment, an illuminated layer is created. Objects floating between the illuminated layer of water and the apparatus that records the images cast a shadow towards the apparatus, which on the resulting images looks like a shadow area of the illuminated layer. In Fig.6, this object is shown at 10, and Fig.7a, b shows its image (under the same position) in the form of a shadow on the image of the illuminated layer 9, which acts as a bright screen (light background). As a result, the search for objects on registered images is facilitated due to their detection by the difference in brightness (shadows) in the highlighted layer. The image of an extraneous object 11 that has fallen into the highlighted zone 9 is recorded directly from the object itself.

На втором этапе обнаружения интересующих объектов производят анализ полученных многоракурсных стереоскопических изображений.At the second stage of detection of objects of interest, an analysis of the obtained multi-angle stereoscopic images is performed.

На каждой стереопаре изображений выделяют фрагменты, соответствующие зарегистрированным образам объектов. Для выделения данных фрагментов может применяться корреляционный поиск, соотносящий два образа соответствующего объекта на бесфоновом изображении, являющемся разностью двух изображений, входящих в анализируемую стереопару, при этом поиск производится как подвижка в направлении параллактического смещения. Одновременно для каждого объекта вычисляется параллактическое смещение Δi его образов на стереопаре, фиг.7. Для упрощения процесса локализации образов объектов в последовательности изображений, снятых чередованием с подсветкой и без нее, образы объектов сначала находятся по их теням на изображениях, полученных с подсветкой, после чего выделенные области соотносят с такими же областями на изображениях, снятых в последующий момент времени в том же ракурсе (из той же точки наблюдения), но без подсветки.Fragments corresponding to the registered images of objects are distinguished on each stereopair of images. To extract these fragments, a correlation search can be applied, correlating two images of the corresponding object on a backgroundless image, which is the difference of two images included in the analyzed stereo pair, while the search is performed as a shift in the direction of parallactic displacement. At the same time, for each object, the parallactic displacement Δ i of its images on the stereo pair is calculated, Fig. 7. To simplify the process of localizing images of objects in a sequence of images captured by alternating with and without illumination, the images of objects are first found by their shadows on images obtained with illumination, after which the selected areas are correlated with the same areas in images captured at a subsequent time in the same angle (from the same observation point), but without backlight.

После локализации на зарегистрированных изображениях образов объектов для каждого данного объекта производится оценка его геометрических размеров и удаленности от точки наблюдения, из которой был зарегистрирован его образ. Расстояние Ri до объекта можно оценить исходя из параллактического смещения Δi его образов на стереопаре и известных параметров регистрирующей аппаратуры (фокусного расстояния f и стереоскопического базиса а) по формуле Ri=a·f/Δi. Оценка реальных размеров наблюдаемого объекта производится исходя из вычисленной величины Di, равной произведению расстояния Ri и углового размера объекта, определяемого по выделенному зарегистрированному образу объекта.After localization on registered images of images of objects for each given object, its geometric dimensions and distance from the observation point from which its image was recorded are evaluated. The distance R i to the object can be estimated based on the parallactic displacement Δ i of its images on the stereopair and the known parameters of the recording equipment (focal length f and stereoscopic basis a) according to the formula R i = a · f / Δ i . The real size of the observed object is estimated based on the calculated value of D i equal to the product of the distance R i and the angular size of the object, determined by the selected registered image of the object.

Производится селекция обнаруженных объектов по значениям Ri и Di. Объекты, находящиеся дальше заданного расстояния Rmax и имеющие оцениваемые размеры, меньшие, чем Dmin, отбрасываются из рассмотрения. Отбрасывание объектов, находящихся на расстояниях, превышающих Rmax, производится с целью устранения вводящих в заблуждение бликов на водной поверхности, а также предметов на поверхности дна. Оставшиеся объекты считаются интересующими.The selection of detected objects according to the values of R i and D i . Objects that are beyond a given distance R max and having estimated dimensions smaller than D min are discarded. The discarding of objects located at distances exceeding R max is carried out in order to eliminate misleading glare on the water surface, as well as objects on the bottom surface. The remaining objects are considered of interest.

Выделенные образы объектов запоминаются для дальнейшей идентификации по ним интересующих объектов. Идентификация проводится зрительно оператором по представляемым ему образам объектов. Кроме того, для улучшения идентификации интересующего объекта возможно сравнение зарегистрированных образов, снятых с разной спектральной подсветкой, и/или их комбинирование в единый более информативный мультиспектральный портрет. Комплекс, реализующий данный способ, может состоять из регистрирующей аппаратуры, расположенной в точках 1 ведения наблюдения, соединенной по оптоволоконным линиям 3 связи (одновременно являющимся линиями электропитания регистрирующей аппаратуры) через узлы ретрансляторы 4 с центральным пунктом 5 управления, обрабатывающим все полученные изображения и передающим их оператору для визуальной идентификации интересующих объектов (фиг.1, 2). Регистрирующая аппаратура может представлять собой стереокамеры, каждая из которых состоит из двух идентичных видеокамер, разнесенных друг относительно друга на расстояние, равное стереоскопическому базису а (выбираемому из условия необходимой максимальной дальности обнаружения интересующих объектов), и ориентированных в одном направлении при условии параллельности главных оптических осей их объективов. Устройства подсветки также должны быть соединены с пунктом управления 5 сигнальными линиями связи. При этом устройства подсветки могут представлять собой мультиспектральные импульсные источники, размещаемые на буях 8 (фиг.5) или на охраняемом объекте 6 (фиг.6).Selected images of objects are remembered for further identification of objects of interest by them. Identification is carried out visually by the operator according to the images of objects presented to him. In addition, in order to improve the identification of the object of interest, it is possible to compare registered images taken with different spectral illumination and / or combine them into a single, more informative multispectral portrait. The complex that implements this method may consist of recording equipment located at observation points 1 connected via fiber optic communication lines 3 (simultaneously being the power supply lines of recording equipment) through relay nodes 4 with a central control point 5 that processes all received images and transmits them operator for visual identification of objects of interest (figure 1, 2). The recording equipment can be stereo cameras, each of which consists of two identical video cameras, spaced apart from each other by a distance equal to the stereoscopic basis a (selected from the conditions for the required maximum detection range of objects of interest), and oriented in one direction provided that the main optical axes are parallel their lenses. The backlight devices must also be connected to the control center 5 signal lines of communication. In this case, the backlight devices can be multispectral pulsed sources placed on buoys 8 (Fig. 5) or on a guarded object 6 (Fig. 6).

Реализация предлагаемого способа является вполне возможной, т.к. на сегодняшний день промышленностью освоены все основные компоненты комплекса.The implementation of the proposed method is quite possible, because Today, the industry has mastered all the main components of the complex.

Claims (4)

1. Способ обнаружения объектов под водой, согласно которому регистрируют непосредственно в водной среде стереоскопические изображения контролируемого подводного пространства, при этом осуществляют подсветку контролируемого пространства, и анализируют полученные последовательные изображения, отличающийся тем, что одномоментно регистрируют стереоскопические изображения из нескольких пространственно распределенных точек, расстояния между которыми и направления наблюдения выбирают из условия обеспечения максимально возможной сплошности обзора контролируемого пространства, осуществляют анализ всех полученных в каждый данный момент времени стереоскопических изображений, при этом выполняют подсветку границ контролируемого пространства и/или охраняемого объекта и/или области в его непосредственной близости и определяют посторонние объекты по их теням от источников света на многоракурсных изображениях, полученных за пределами подсвеченной области.1. A method for detecting objects under water, according to which stereoscopic images of a controlled underwater space are recorded directly in the aquatic environment, while the controlled space is illuminated, and successive images are analyzed, characterized in that stereoscopic images of several spatially distributed points are simultaneously recorded, the distance between by which the directions of observation are chosen from the condition of ensuring the maximum possible In order to monitor the controlled space, they analyze all stereoscopic images received at any given time, while highlighting the boundaries of the controlled space and / or the protected object and / or area in its immediate vicinity and determine foreign objects from their shadows from light sources in multi-angle images obtained outside the highlighted area. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что точки наблюдения располагают на разной глубине.2. The method according to claim 1, characterized in that the observation points are located at different depths. 3. Способ по п.2, отличающийся тем, что подсветку производят в импульсном режиме и синхронизируют ее с регистрацией изображений.3. The method according to claim 2, characterized in that the backlight is produced in a pulsed mode and synchronizes it with the registration of images. 4. Способ по п.3, отличающийся тем, что применяют подсветку в разных спектральных диапазонах и при анализе сравнивают и/или комбинируют изображения, полученные в разных спектральных диапазонах. 4. The method according to claim 3, characterized in that the backlight is used in different spectral ranges and, when analyzing, the images obtained in different spectral ranges are compared and / or combined.
RU2009117333/28A 2009-05-06 2009-05-06 Method of detecting objects under water RU2424542C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009117333/28A RU2424542C2 (en) 2009-05-06 2009-05-06 Method of detecting objects under water

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009117333/28A RU2424542C2 (en) 2009-05-06 2009-05-06 Method of detecting objects under water

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2009117333A RU2009117333A (en) 2010-11-20
RU2424542C2 true RU2424542C2 (en) 2011-07-20

Family

ID=44057991

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2009117333/28A RU2424542C2 (en) 2009-05-06 2009-05-06 Method of detecting objects under water

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2424542C2 (en)

Also Published As

Publication number Publication date
RU2009117333A (en) 2010-11-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2909808B1 (en) Improvements in and relating to processing survey data of an underwater scene
AU2015250746B2 (en) Underwater surveys
US9970758B2 (en) High speed stereoscopic pavement surface scanning system and method
US10163213B2 (en) 3D point clouds
US10190269B2 (en) High speed stereoscopic pavement surface scanning system and method
CN105308649B (en) Inspection of profiled surfaces of motor vehicle underbody
CN205374740U (en) Detection under water and observation device that diver used
JP2016020817A (en) Device for detecting oil spilled at sea
CN215066222U (en) Transmission belt system
RU2424542C2 (en) Method of detecting objects under water
US10175030B2 (en) Threat detection
JP4398282B2 (en) Pantograph slip board inspection device.
RU121941U1 (en) DEVICE FOR VISUALIZATION OF UNDERWATER OBJECTS
JP7372589B2 (en) Underwater laser viewing device
Bonin‐Font et al. New solutions in underwater imaging and vision systems
KR20160071636A (en) Underwater Oil Imaging Apparatus using UV-induced Fluorescence and the Method thereof
KR102572568B1 (en) Submarine image analysis system and image analysis method using water-drone
CA2973959A1 (en) High speed stereoscopic pavement surface scanning system and method
RU2535631C2 (en) Method of locating object in surrounding space
Taylor et al. Underwater partial polarization signatures from the shallow water real-time imaging polarimeter (shrimp)
Zarzycki et al. Imaging with laser photography camera during limited visibility