刘红坤 王江安

（海军工程大学电子工程学院 武汉 430033）

1 引言

舰船在航行过程中会在其尾部形成一条含大量气泡的白色尾迹（即尾流），有研究指出尾流中气泡的分布情况同舰船的船型、吨位、航速等有关［1］，因此对尾流气泡分布规律的研究可以为舰船目标探测跟踪、鱼雷制导以及螺旋桨空蚀的研究提供支持。由于气泡在水中是运动的，故对它的测量无法用一般的接触式方法，目前常用的方法有声学散射法、光学散射法以及摄影法等。摄影法是最为直观的方法，摄像机的标定是该方法涉及的一个关键问题。

在利用摄影技术的测量应用中，相机标定的目的是确定图像中物体的大小同实际物体大小的对应关系。之前的测量［2］大都是采用一个已知大小的物体进行拍摄比对，然后把图像中的所有像素标定为同一个值。这样做虽然简单快速，但它是以牺牲测量精度为代价的，因为成像系统是存在畸变的，一幅图像中像素的成像大小并不完全相同。利用机器视觉中的带畸变的小孔相机成像模型及标定的方法可以有效提高测量精度。

另一方面，上述测量要在海水中进行，海水的压强以及腐蚀等的影响要求必须对相机加装保护壳体才能保证其正常工作。但加装保护壳体带来了相机水下标定的相关问题。其原因是，加装保护壳体后，光线经过水、玻璃和空气再进入相机，光路发生多次折射，这使得系统的非线性复杂度大大增加，同时水和玻璃也会增加成像系统的畸变。……