针对传统线结构光水下三维成像系统, 无法同时兼顾水下颜色定标、高度定标, 出现的目标色彩失真、三维高度采集精度低的问题, 设计了一套集颜色定标、高度定标于一体的高精度水下目标彩色三维数据采集系统。采用视场融合原理使RGB激光形成一束长线列光源, 实现目标彩色数据同步采集；颜色标定板、高度标定尺集成在定标模块, 并通过伸缩支柱相连, 可实现设备小型化；成像设备可在旋转电机控制下, 实现0°, 90°, 270°三个方向数据采集, 180°方向颜色、高度现场标定；具有实现容易、操作简单、同步定标、平台适应性强的优势, 这将对高颜色保真度、高测量精度水下目标三维立体探测的发展具有重要推动作用。

针对传统的线结构光扫描法无法获得水下目标彩色信息的问题, 提出了一种RGB激光扫描方法, 设计了水下目标三维扫描系统。采用RGB三基色激光合并成一束白光线光源, 经过标定板标定后, 对水下目标进行扫描。CCD相机采集目标彩色信息, 通过计算机算法, 实现了水下目标的三维重建并复原了目标的彩色信息。重建结果表明, 水下目标颜色再现真实准确, 此方法计算量小、扫描速度快、效率高, 可以实时获取并重建水下目标的彩色三维信息。

为了改善水下微光环境下成像效果,提高水下视频的清晰度和灵敏度,设计了用于水下的微光成像光学系统。采用像增强组件增大水下监控系统的灵敏度,同时配合大相对孔径和大视场角的光学物镜及照明光源。基于反摄远结构,通过优化玻璃组合采用10片玻璃设计了一个相对孔径为1/2,水下视场角为50°的水下监控用成像物镜,经过质量评价后表明,该光学系统成像质量较好,MTF在65 lp/mm时对比度达0.5以上,各项性能指标能够满足目前水下监控的需求。