[发明专利]一种基于双摄像头的水下湍流强度探测装置

说明书

本发明涉及一种基于双摄像头的水下湍流强度探测装置，属于水域湍流分布探测领域。为了解决现有技术中的湍流强度探测技术无法通过光学探测手段同时测量水体环境中不同距离处湍流强度，以及不适用于开阔海域中的湍流测量的缺点，而提出一种基于双摄像头的水下湍流强度探测装置包括由透光防水窗口与防水封装组成的防水壳体，透光防水窗口设置在防水壳体的一侧，壳体内部设置有连续性激光器、左摄像头以及右摄像头，透光防水窗口用于使连续性激光器发射的光束射入水中，光束射入水中后发生散射，左摄像头以及右摄像头用于拍摄散射后的光束。本发明适用于海洋环境观测。

技术领域

本发明涉及一种基于双摄像头的水下湍流强度探测装置，属于水域湍流分布探测领域。

背景技术

水域湍流分布是海洋环境观测的重要指标之一，对湍流分布的观测在国家海洋安全中有重要作用。有大量文献证实潜艇等人造水下航行物游过的深海水域会长时间存在湍流，对湍流的测量成为水下航行物跟踪监测的重要技术手段。

目前，针对水域湍流分布的测量以光学方法为主，例如郑焱等研究人员于2016年申请公开的一种湍流流场多尺度的测量系统及其测量方法(公开号：105841921A)，该方法使用流场示踪粒子，结合激光器和摄像机，通过拍摄粒子运动轨迹，实现对湍流的测量，但该方法须在流体中添加大量示踪粒子，该方法不适用于开阔海域中的湍流测量。刘继芳等研究人员于2008年公开了基于激光光斑漂移的水中动态目标尾迹探测系统及方法(公开号：101533105)，但该方法所使用透射式结构，仅可测量装置所在水域有无湍流，不能实现对不同位置的湍流强度的同时探测。而现有的针对大气湍流测量的手段结构复杂，且仅适用于长距离、低杂质的大气测量，不适用于短距离、高密度杂质的水体环境。

综合上述发明进展，目前针对水体湍流的光学探测手段尚不成熟，还没有能够同时测量水体环境中不同距离处湍流强度的装置和方法。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中的湍流强度探测技术无法通过光学探测手段同时测量水体环境中不同距离处湍流强度，以及不适用于开阔海域中的湍流测量的缺点，而提出一种基于双摄像头的水下湍流强度探测装置。

一种基于双摄像头的水下湍流强度探测装置，包括由透光防水窗口与防水封装组成的防水壳体，所述透光防水窗口设置在所述防水壳体的一侧，所述壳体内部设置有连续性激光器、左摄像头以及右摄像头，所述透光防水窗口用于使所述连续性激光器发射的光束射入水中，所述光束射入水中后发生散射，所述左摄像头以及右摄像头用于拍摄散射后的光束。

本发明的有益效果是：通过拍摄光束进行检测，可适用于开阔海域中的湍流测量；可以探测装置前方不同距离处的湍流强度；通过调节摄像头的角度、位置可以变更探测的空间范围。

附图说明

图1为本发明的基于双摄像头的水下湍流强度探测装置的结构示意图；

图2为本发明基于双摄像头的水下湍流强度探测装置的从另一角度观察的结构示意图；

图3为左摄像头拍摄到的光束图像；

图4为右摄像头拍摄到的光束图像；

图5为计算湍流强度的流程图；

图6为湍流强度随纵向索引变化的分布图；

图7为湍流强度随纵向距离变化的分布图。

具体实施方式

具体实施方式一：本实施方式的基于双摄像头的水下湍流强度探测装置，如图1所示，包括由透光防水窗口3与防水封装4组成的防水壳体，所述透光防水窗口3设置在所述防水壳体的一侧，所述壳体内部设置有连续性激光器1、左摄像头2以及右摄像头6，所述透光防水窗口3用于使所述连续性激光器1发射的光束5射入水中，所述光束5射入水中后发生散射，所述左摄像头2以及右摄像头6用于拍摄散射后的光束。