赵江涛， 张锁平， 张东亮， 董 涛， 刘 宁

(国家海洋技术中心，天津300112)

基于图像处理的投弃式温深仪探头姿态测量研究*

赵江涛， 张锁平， 张东亮， 董 涛， 刘 宁

(国家海洋技术中心，天津300112)

为改进国产投弃式温深仪(XBT)的下降速率公式，采用基于图像处理的方法测量XBT 探头的运动参数。采用背景差分法获取差分图像，选择合适的阈值并对差分图像二值化，标记二值图像中的连通区域,将二值图像分割为几个互相独立的区域。通过计算分析各连通区域的特征集合来识别XBT探头。利用探头中轴线描述探头的运动姿态，将探头的长轴作为探头的初始中轴线，然后通过迭代优化的方法得到更加精确的结果。实验结果表明：该方法角度测量平均误差小于0.5°，能满足XBT探头姿态测量精度要求。目前已将基于该算法搭建的视觉测量系统应用于XBT投放实验中，取得了令人满意的结果。

投弃式温深仪; 下降速率公式; 图像处理; 中轴线法;姿态测量

0 引 言

投弃式温深仪[1](XBT)是一种快速机动测量海洋温度剖面的投弃式测量传感器，广泛应用于海洋环境调查、科学研究以及国防军事等领域。XBT由探头、传输线、发射器和数据采集系统组成。XBT探头入水后即开始海水温度的测量，XBT探头在下落过程中释放内藏的传输线，XBT所测温度经传输线传送到与其相连的船上数据收集系统。为了确定海水的温度剖面曲线，需要将所测温度与相应的海水深度对应。XBT不携带压力测量元件，其下落深度需通过一个经验公式又称下降速率公式[2](falling rate equation，FRE)计算得到。……