1.一种水下成像设备,其特征在于,包括外壳、水上物体成像装置及水面波纹测量装置,所述水上物体成像装置和所述水面波纹测量装置均位于所述外壳内,所述外壳上设有光学窗口,所述水上物体成像装置用于透过所述光学窗口获取水上物体的图像,所述水面波纹测量装置用于透过所述光学窗口获取所述水上物体成像对应的水面波纹的反射光斑的图像,所述水上物体的图像和所述水上物体成像对应的水面波纹的反射光斑的图像经处理器处理后获得重建的水面波纹,所述处理器根据所述重建的水面波纹对所述水上物体的图像进行校正;所述水面波纹测量装置包括光源、扩束器、第一分光器、第一滤光器、第一成像透镜及水面波纹图像获取组件,所述光源、扩束器沿着靠近所述第一分光器的方向依次设置于所述第一分光器的入射光路上,所述第一滤光器、第一成像透镜、水面波纹图像获取组件沿着远离所述第一分光器的方向依次设置于所述第一分光器的透射光路上;所述水面波纹图像获取组件包括第二分光器、第一图像传感器及第二图像传感器,所述第二分光器位于所述第一成像透镜与所述第一图像传感器之间,所述第一图像传感器位于所述第一成像透镜的后焦平面,所述第一图像传感器位于所述第二分光器的透射光路上,所述第二图像传感器位于所述第二分光器的反射光路上;所述水上物体成像装置包括第三分光器、第二滤光器、第二成像透镜及第三图像传感器,所述第二滤光器、第二成像透镜、第三图像传感器沿着远离所述第三分光器的方向依次设置于所述第三分光器的反射光路上;所述光学窗口分别位于所述第三分光器的入射光路、所述第一分光器的反射光路上。
2.根据权利要求1所述的水下成像设备,其特征在于,所述光源为红外激光器,所述第一滤光器为红外滤光片。
3.根据权利要求1所述的水下成像设备,其特征在于,所述水面波纹测量装置还包括设置于所述光源与所述扩束器之间的会聚透镜、光斑调节器及准直透镜,所述会聚透镜、光斑调节器、准直透镜沿着靠近所述第一分光器的方向依次设置于所述第一分光器的入射光路上;所述光斑调节器位于所述会聚透镜的后焦平面,所述会聚透镜后焦平面与所述准直透镜的前焦平面重合。
4.根据权利要求1所述的水下成像设备,其特征在于,所述扩束器包括第一透镜和第二透镜,所述第一透镜、第二透镜沿着靠近所述第一分光器的方向依次设置于所述第一分光器的入射光路上;所述第一透镜的后焦平面与所述第二透镜的前焦平面重合。
5.根据权利要求4所述的水下成像设备,其特征在于,所述第二透镜的出射光斑完全覆盖所述光学窗口。
6.一种水下成像系统,其特征在于,包括处理器及如权利要求1 5任一项所述的水下成~
像设备,所述处理器利用所述水面波纹的反射光斑进行水面波纹重建,获得重建的水面波纹,并根据所述重建的水面波纹对所述水上物体的图像进行校正。
7.一种从水下对水上物体成像的方法,其特征在于,所述成像方法包括步骤:
在同一时刻获取水上物体的图像及所述水上物体成像对应的水面波纹的反射光斑的第一图像和第二图像,所述第一图像为所述水上物体成像对应的水面波纹的反射光斑的焦面图像,所述第二图像为所述水上物体成像对应的水面波纹的反射光斑的离焦图像;
根据所述水面波纹的反射光斑的第一图像和第二图像进行水面波纹重建,获得重建的水面波纹;
对所述水上物体的图像中的每个像素点进行水中成像主光线的逆向追迹,获得所述水中成像主光线与所述重建的水面波纹的交点;
根据所述水中成像主光线与所述重建的水面波纹的交点计算水上成像主光线;
计算所述水上成像主光线与估计物平面的交点;
将所述水上成像主光线与估计物平面的交点作为校正后的物点位置,获得校正后的水上物体的图像。