1.本发明涉及光学测量相关领域，种水具体是下结一种水下结构的光学测量矫正方法及系统
。
背景技术：
2.光学测量是构的光学一种借助计算机技术进行快速的无接触的高效对象测量方法，可以用于对象较大
、测量程
对象无法直接物理接触或对象结构过为复杂等测量场景中，矫正及系得益于操作方便
、统流
数据记录便利等多种优点，种水使用较为广泛
。下结
3.在使用光学测量对水下对象进行测量时，构的光学水作为光线的测量程传播介质区别于密度较低的大气，存在介质分布不均匀以及悬浮杂质较多的矫正及系问题，导致光线传播存在一定的统流可变性，因此对于采集到的种水光学测量数据进行解读时，容易产生误差
。下结
技术实现要素：
4.本发明的构的光学目的在于提供一种水下结构的光学测量矫正方法及系统，以解决上述背景技术中提出的问题
。
5.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种水下结构的光学测量矫正系统，包含：光学数据获取模块，用于通过光学测量装置在水下结构的安全测量区域执行光学矫正程序，以获取多组光学矫正测量数据，多组所述光学矫正测量数据的测量光路在环绕所述水下结构的安全测量区域内均匀分布，所述光学矫正测量数据对应设有空间起始标记；采集光处理模块，用于对多个所述光学矫正测量数据执行数据处理程序，以获取矫正分析图像，所述数据处理程序用于对所述光学矫正测量数据所表征的采集到的矫正光斑进行光谱分析及光线强度分析，所述矫正分析图像包括矫正光斑各处的光线波段及不同波段的光线强度；采集光分析模块，用于基于预设的矫正发射图像的像场范围和像场内的光线强度，以及所述矫正分析图像，对光线在水下的吸收特性与散射特性进行数据拟合，获取安全测量区域内对应水下范围的光线传播模型；传播参数建立模块，用于基于数个所述光线传播模型的环境参数对所述安全测量区域的各个区域进行赋值，建立所述安全测量区域内环境参数的空间分布模型，所述空间分布模型用于表征空间内不同区域的水体对光线影响因素的数值分布情况
。
6.作为本发明的进一步方案：所述采集光处理模块包括：光谱处理单元，用于获取所述光学矫正测量数据，对所述光学矫正测量数据进行光谱分析，获取所述光学矫正测量数据所在光照采集平面内各个区域光线的光谱分布信息，建立包含所述光谱分布信息的矫正分析图像；光强分析单元，用于对所述光学矫正测量数据进行光线强度分析，获取所述光照
采集平面内各个区域光线在不同光谱波段的光线强度，并对所述矫正分析图像各个区域不同光谱波段的光线强度进行标记
。
7.作为本发明的再进一步方案：所述采集光分析模块包括：波长强度判断单元，用于基于所述矫正分析图像对光照采集平面内的各个波长进行强度统计，获取所述光照采集平面内的光线波长强度统计信息；波长吸收矫正单元，用于通过所述发射图像像场与所述光照采集平面的空间距离以及所述矫正发射图像像场内的光线强度信息对所述光线波长强度统计信息进行衰减评估，获取当前区域的光线衰减系数；介质折射判断单元，用于计算所述光照采集平面内各个波长光线与所述发射图像像场对应波长光线的平均光线偏移量，获取当前区域介质对于不同波长光线的光线折射率及折射偏移方向
。
8.作为本发明的再进一步方案：还包括辅助矫正模块，所述辅助矫正模块包括：辅助测光单元，用于基于与矫正发射图像的像场范围所处的光锥区域非重合的光照采集平面获取数组随机分布的辅助测光图像，所述辅助测光图像用于表征光线在传播过程中由介质中的漂浮粒子反射
、
折射所产生的逃逸出光锥范围的光线散射分量，每个所述光学矫正测量数据对应多个辅助测光图像，多个所述辅助测光图像的光照采集平面在所述光锥区域的侧面空间内分布设置；辅助评估单元，用于对多组所述辅助测光图像进行光线强度数据分析，并基于多组所述辅助测光图像及所述光学矫正测量数据进行水下衰减系数的评估，获取对应水域的光线衰减模型
。
9.作为本发明的再进一步方案：所述光学矫正程序对应设有区域矫正系数，所述区域矫正系数用于表征每组所述光学矫正测量数据的采集区域的空间容积大小，所述区域矫正系数与水下结构在对应安全测量区域的结构复杂性及测量精度需求成反比，用于在对应安全测量区域获取更加精准的光线传播模型
。
10.本发明实施例旨在提供一种水下结构的光学测量矫正方法，其特征在于，包含：通过光学测量装置在水下结构的安全测量区域执行光学矫正程序，以获取多组光学矫正测量数据，多组所述光学矫正测量数据的测量光路在环绕所述水下结构的安全测量区域内均匀分布，所述光学矫正测量数据对应设有空间起始标记；对多个所述光学矫正测量数据执行数据处理程序，以获取矫正分析图像，所述数据处理程序用于对所述光学矫正测量数据所表征的采集到的矫正光斑进行光谱分析及光线强度分析，所述矫正分析图像包括矫正光斑各处的光线波段及不同波段的光线强度；基于预设的矫正发射图像的像场范围和像场内的光线强度，以及所述矫正分析图像，对光线在水下的吸收特性与散射特性进行数据拟合，获取安全测量区域内对应水下范围的光线传播模型；基于数个所述光线传播模型的环境参数对所述安全测量区域的各个区域进行赋值，建立所述安全测量区域内环境参数的空间分布模型，所述空间分布模型用于表征空间内不同区域的水体对光线影响因素的数值分布情况
。
11.作为本发明的进一步方案：所述对多个所述光学矫正测量数据执行数据处理程序，以获取矫正分析图像的步骤包括：
获取所述光学矫正测量数据，对所述光学矫正测量数据进行光谱分析，获取所述光学矫正测量数据所在光照采集平面内各个区域光线的光谱分布信息，建立包含所述光谱分布信息的矫正分析图像；对所述光学矫正测量数据进行光线强度分析，获取所述光照采集平面内各个区域光线在不同光谱波段的光线强度，并对所述矫正分析图像各个区域不同光谱波段的光线强度进行标记
。
12.作为本发明的再进一步方案：所述基于预设的矫正发射图像的像场范围和像场内的光线强度，以及所述矫正分析图像，对光线在水下的吸收特性与散射特性进行数据拟合的步骤包括：基于所述矫正分析图像对光照采集平面内的各个波长进行强度统计，获取所述光照采集平面内的光线波长强度统计信息；通过所述发射图像像场与所述光照采集平面的空间距离以及所述矫正发射图像像场内的光线强度信息对所述光线波长强度统计信息进行衰减评估，获取当前区域的光线衰减系数；计算所述光照采集平面内各个波长光线与所述发射图像像场对应波长光线的平均光线偏移量，获取当前区域介质对于不同波长光线的光线折射率及折射偏移方向
。
13.作为本发明的再进一步方案：还包括步骤：基于与矫正发射图像的像场范围所处的光锥区域非重合的光照采集平面获取数组随机分布的辅助测光图像，所述辅助测光图像用于表征光线在传播过程中由介质中的漂浮粒子反射
、
折射所产生的逃逸出光锥范围的光线散射分量，每个所述光学矫正测量数据对应多个辅助测光图像，多个所述辅助测光图像的光照采集平面在所述光锥区域的侧面空间内分布设置；对多组所述辅助测光图像进行光线强度数据分析，并基于多组所述辅助测光图像及所述光学矫正测量数据进行水下衰减系数的评估，获取对应水域的光线衰减模型
。
14.作为本发明的再进一步方案：所述光学矫正程序对应设有区域矫正系数，所述区域矫正系数用于表征每组所述光学矫正测量数据的采集区域的空间容积大小，所述区域矫正系数与水下结构在对应安全测量区域的结构复杂性及测量精度需求成反比，用于在对应安全测量区域获取更加精准的光线传播模型
。
15.与现有技术相比，本发明的有益效果是：通过对需要进行测量的水下结构周边水域在测量前后进行光学特性的测试与评估，获取水下结构周边用于执行光学测量的范围内的水体的光学干涉特性，包括对于光线的衰减特性
、
折射特性及散热特性等，进而在对水下结构的光学测量数据进行解读处理时，能够有效的对于光线传播介质分布不均匀以及介质内漂浮粒子的影响特性进行考虑，优化对于水下结构的光学测量数据解读的准确性
。
附图说明
16.图1为一种水下结构的光学测量矫正系统的组成框图
。
17.图2为一种水下结构的光学测量矫正系统中采集光处理模块的组成框图
。
18.图3为一种水下结构的光学测量矫正系统中采集光分析模块的组成框图
。
19.图4为一种水下结构的光学测量矫正系统中辅助矫正模块的组成框图
。
20.图5为一种水下结构的光学测量矫正方法的流程框图
。
具体实施方式
21.为了使本发明的目的
、
技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明
。
应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明
。
22.以下结合具体实施例对本发明的具体实现方式进行详细描述
。
23.如图1所述，为本发明一个实施例提供的一种水下结构的光学测量矫正系统，包括以下步骤：光学数据获取模块
100
，用于通过光学测量装置在水下结构的安全测量区域执行光学矫正程序，以获取多组光学矫正测量数据，多组所述光学矫正测量数据的测量光路在环绕所述水下结构的安全测量区域内均匀分布，所述光学矫正测量数据对应设有空间起始标记
。
24.采集光处理模块
300
，用于对多个所述光学矫正测量数据执行数据处理程序，以获取矫正分析图像，所述数据处理程序用于对所述光学矫正测量数据所表征的采集到的矫正光斑进行光谱分析及光线强度分析，所述矫正分析图像包括矫正光斑各处的光线波段及不同波段的光线强度
。
25.采集光分析模块
500
，用于基于预设的矫正发射图像的像场范围和像场内的光线强度，以及所述矫正分析图像，对光线在水下的吸收特性与散射特性进行数据拟合，获取安全测量区域内对应水下范围的光线传播模型
。
26.传播参数建立模块
700
，用于基于数个所述光线传播模型的环境参数对所述安全测量区域的各个区域进行赋值，建立所述安全测量区域内环境参数的空间分布模型，所述空间分布模型用于表征空间内不同区域的水体对光线影响因素的数值分布情况
。
27.本实施例中，给出了一种水下结构的光学测量矫正系统，通过对需要进行测量的水下结构周边水域在测量前后进行光学特性的测试与评估，获取水下结构周边用于执行光学测量的范围内的水体的光学干涉特性，包括对于光线的衰减特性
、
折射特性及散热特性等，进而在对水下结构的光学测量数据进行解读处理时，能够有效的对于光线传播介质分布不均匀以及介质内漂浮粒子的影响特性进行考虑，优化对于水下结构的光学测量数据解读的准确性；具体执行时，例如水下存在某一需要进行精密测量的对象，且为了避免被破坏，该对象不可以直接接触时，可以在光学测量数据采集前或采集完成后，对水下结构的周边水域进行光学特性的评估，可以通过一组光学收发设备在周边环境内进行连续的光学数据采集，即发射一定的光学信号并通过在一定距离外设置接收装置进行接收，对于接收后的图像数据（通常表现为扩散的光斑图像），进行图像的光谱分布及强度分析，进而基于发射光照的光谱及对应强度信息进行分析，判断水体对于不同波段光线的衰减效果以及折射散射效果等，对于水下，水介质的分布与大气介质不同，往往均匀性较差（较为直观的例如水下盐湖
、
在北极冰川中的因杂质分布不均匀产生的冰层下渗以及流动水域与岩礁后方的静止水域交错处等），集束光线在杂质含量较高的水体中，以及水体的水温等多种因素分布不均匀（例如含盐含矿物质量的不同），都会导致光线在水中传播时的折射率
、
散射率以及衰减效率的不同（光线在均匀介质中是沿直线传播的，但是当介质分布不均匀时，可以视为
在不同的相邻介质中传播，进而产生折射率的改变导致光线弯曲，以及散射衰减效率（随单位距离）的改变，作为简单的理解，这里可以举例在干净水体
、
玻璃及混浊水体三个相邻连续的介质中，光线在三种介质的两个连接区域处均会产生明显的折射及散射，导致光线路线改变，以及光线强度的瞬变，且在三种介质中，光线的衰减效率也是不同的（多取决于介质的透明度及悬浮颗粒物的浓度等））；而在完全一致的水中，不同波段的光线的衰减及折射率也是不同的，其中，蓝光波段的衰减是明显小于红光波段的，因此可以基于不同波段光线的衰减进行距离的判断，因此本技术中在已知距离的情况下，可以精准的对介质对于光线的阻碍程度（即衰减系数）进行判断，而通过水下集束光线朝向光斑的发散，可以对光斑中不同波段光线向四周或某一方向的偏移（发射与采集光线的平面及区域在空间内均是已知的）进行计算，从而判断这部分水域对不同波段光线的折射效果；通过这些影响水下结构的光学测量数据解读精度的可变因素的立体判断，便可以对在不同水下区域的光学测量数据进行针对性的解读分析，对光学测量数据进行矫正，提升数据解读精度
。
28.如图2所示，作为本发明另一个优选的实施例，所述采集光处理模块
300
包括：光谱处理单元
301
，用于获取所述光学矫正测量数据，对所述光学矫正测量数据进行光谱分析，获取所述光学矫正测量数据所在光照采集平面内各个区域光线的光谱分布信息，建立包含所述光谱分布信息的矫正分析图像
。
29.光强分析单元
302
，用于对所述光学矫正测量数据进行光线强度分析，获取所述光照采集平面内各个区域光线在不同光谱波段的光线强度，并对所述矫正分析图像各个区域不同光谱波段的光线强度进行标记
。
30.如图3所示，进一步的，所述采集光分析模块
500
包括：波长强度判断单元
501
，用于基于所述矫正分析图像对光照采集平面内的各个波长进行强度统计，获取所述光照采集平面内的光线波长强度统计信息
。
31.波长吸收矫正单元
502
，用于通过所述发射图像像场与所述光照采集平面的空间距离以及所述矫正发射图像像场内的光线强度信息对所述光线波长强度统计信息进行衰减评估，获取当前区域的光线衰减系数
。
32.介质折射判断单元
503
，用于计算所述光照采集平面内各个波长光线与所述发射图像像场对应波长光线的平均光线偏移量，获取当前区域介质对于不同波长光线的光线折射率及折射偏移方向
。
33.本实施例中，对采集光处理模块
300
进行了说明，主要为两个部分，其一为对采集到的数据进行光谱的分布分析，其二为对不同光谱在不同区域的光线强度分析；可以理解为将采集到的光斑数据的每一个数据点（图像像素区域）转化为包括不同波长及对应强度的数据信息；并对对应的波长在采集的光斑范围内的数据进行统计用于对应系数的计算；对于光线衰减系数，，其中为光线发射端，为衰减量，为最终采集的剩余量，即光斑整体强度，对应不同波长光线，对于衰减量，这里知道了发射与采集段的距离与光锥范围，则可以获得对应的光锥体积，基于光锥体积和距离则可以判断光线在距离的衰减以及介质吸收部分的强度；光照折射率则基于不同光谱光线的偏移量与距离计算生成
。
34.如图4所示，作为本发明另一个优选的实施例，还包括辅助矫正模块
900
，所述辅助矫正模块
900
包括：
辅助测光单元
901
，用于基于与矫正发射图像的像场范围所处的光锥区域非重合的光照采集平面获取数组随机分布的辅助测光图像，所述辅助测光图像用于表征光线在传播过程中由介质中的漂浮粒子反射
、
折射所产生的逃逸出光锥范围的光线散射分量，每个所述光学矫正测量数据对应多个辅助测光图像，多个所述辅助测光图像的光照采集平面在所述光锥区域的侧面空间内分布设置
。
35.辅助评估单元
902
，用于对多组所述辅助测光图像进行光线强度数据分析，并基于多组所述辅助测光图像及所述光学矫正测量数据进行水下衰减系数的评估，获取对应水域的光线衰减模型
。
36.本实施例中，进一步的，光线衰减还可以表示为，其中为光锥侧面的散射量，将其与直接计算存在一定误差，因此将其从中进行抽离，并分别计算，通过在光学矫正测量数据的侧方向进行光线采集及分析，判断光线的后向散射分量，用于进行光学测量的矫正
。
37.作为本发明另一个优选的实施例，所述光学矫正程序对应设有区域矫正系数，所述区域矫正系数用于表征每组所述光学矫正测量数据的采集区域的空间容积大小，所述区域矫正系数与水下结构在对应安全测量区域的结构复杂性及测量精度需求成反比，用于在对应安全测量区域获取更加精准的光线传播模型
。
38.本实施例中，对于测量对象水下结构较为复杂结构的测量区域，需要更行更加精细的矫正信息获取，因此将对应区域的水域进行更加细化，更多的分区能够获得水体更加精准影响因素分布与变化，降低光线测量数据的分析误差
。
39.如图5所示，本发明还提供了一种水下结构的光学测量矫正方法，其包含步骤：
s200
，通过光学测量装置在水下结构的安全测量区域执行光学矫正程序，以获取多组光学矫正测量数据，多组所述光学矫正测量数据的测量光路在环绕所述水下结构的安全测量区域内均匀分布，所述光学矫正测量数据对应设有空间起始标记
。
40.s400
，对多个所述光学矫正测量数据执行数据处理程序，以获取矫正分析图像，所述数据处理程序用于对所述光学矫正测量数据所表征的采集到的矫正光斑进行光谱分析及光线强度分析，所述矫正分析图像包括矫正光斑各处的光线波段及不同波段的光线强度
。
41.s600
，基于预设的矫正发射图像的像场范围和像场内的光线强度，以及所述矫正分析图像，对光线在水下的吸收特性与散射特性进行数据拟合，获取安全测量区域内对应水下范围的光线传播模型
。
42.s800
，基于数个所述光线传播模型的环境参数对所述安全测量区域的各个区域进行赋值，建立所述安全测量区域内环境参数的空间分布模型，所述空间分布模型用于表征空间内不同区域的水体对光线影响因素的数值分布情况
。
43.作为本发明另一个优选的实施例，还包括步骤：基于与矫正发射图像的像场范围所处的光锥区域非重合的光照采集平面获取数组随机分布的辅助测光图像，所述辅助测光图像用于表征光线在传播过程中由介质中的漂浮粒子反射
、
折射所产生的逃逸出光锥范围的光线散射分量，每个所述光学矫正测量数据对应多个辅助测光图像，多个所述辅助测光图像的光照采集平面在所述光锥区域的侧面空间内分布设置
。
44.对多组所述辅助测光图像进行光线强度数据分析，并基于多组所述辅助测光图像及所述光学矫正测量数据进行水下衰减系数的评估，获取对应水域的光线衰减模型
。
45.作为本发明另一个优选的实施例，所述基于预设的矫正发射图像的像场范围和像场内的光线强度，以及所述矫正分析图像，对光线在水下的吸收特性与散射特性进行数据拟合的步骤包括：基于所述矫正分析图像对光照采集平面内的各个波长进行强度统计，获取所述光照采集平面内的光线波长强度统计信息；通过所述发射图像像场与所述光照采集平面的空间距离以及所述矫正发射图像像场内的光线强度信息对所述光线波长强度统计信息进行衰减评估，获取当前区域的光线衰减系数；计算所述光照采集平面内各个波长光线与所述发射图像像场对应波长光线的平均光线偏移量，获取当前区域介质对于不同波长光线的光线折射率及折射偏移方向
。
46.作为本发明另一个优选的实施例，还包括步骤：基于与矫正发射图像的像场范围所处的光锥区域非重合的光照采集平面获取数组随机分布的辅助测光图像，所述辅助测光图像用于表征光线在传播过程中由介质中的漂浮粒子反射
、
折射所产生的逃逸出光锥范围的光线散射分量，每个所述光学矫正测量数据对应多个辅助测光图像，多个所述辅助测光图像的光照采集平面在所述光锥区域的侧面空间内分布设置；对多组所述辅助测光图像进行光线强度数据分析，并基于多组所述辅助测光图像及所述光学矫正测量数据进行水下衰减系数的评估，获取对应水域的光线衰减模型
。
47.作为本发明另一个优选的实施例，所述光学矫正程序对应设有区域矫正系数，所述区域矫正系数用于表征每组所述光学矫正测量数据的采集区域的空间容积大小，所述区域矫正系数与水下结构在对应安全测量区域的结构复杂性及测量精度需求成反比，用于在对应安全测量区域获取更加精准的光线传播模型
。
48.本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程
。
其中，本技术所提供的各实施例中所使用的对存储器
、
存储
、
数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和
/
或易失性存储器
。
非易失性存储器可包括只读存储器（
rom
）
、
可编程
rom
（
prom
）
、
电可编程
rom
（
eprom
）
、
电可擦除可编程
rom
（
eeprom
）或闪存
。
易失性存储器可包括随机存取存储器（
ram
）或者外部高速缓冲存储器
。
作为说明而非局限，
ram
以多种形式可得，诸如静态
ram
（
sram
）
、
动态
ram
（
dram
）
、
同步
dram
（
sdram
）
、
双数据率
sdram
（
ddrsdram
）
、
增强型
sdram
（
esdram
）
、
同步链路（
synchlink
） dram
（
sldram
）
、
存储器总线（
rambus
）直接
ram
（
rdram
）
、
直接存储器总线动态
ram
（
drdram
）
、
以及存储器总线动态
ram
（
rdram
）等
。
49.本领域技术人员在考虑说明书及实施例处的公开后，将容易想到本公开的其它实施方案
。
本技术旨在涵盖本公开的任何变型
、
用途或者适应性变化，这些变型
、
用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段
。
说明书和实施例仅被视为示例性的，本公开的真正范围和精神由权利要求指出
。
50.应当理解的是，本公开并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变
。
本公开的范围仅由所附的权利要求来限制
。