[发明专利]一种用于水下的四目立体视觉成像系统及成像方法

说明书

本发明公开了一种用于水下的四目立体视觉成像系统及成像方法，该系统包括零浮力支架和安装在零浮力支架上的水下主控装置、水下供电与存储装置和四个水下成像与照明装置，四个水下成像与照明装置朝前后左右四个方向布置，水下供电与存储装置和四个水下成像与照明装置均通过零浮力电缆与水下主控装置相连；所述水下主控装置、水下供电与存储装置以及四个水下成像与照明装置各自具有独立的密封舱，且均采用零浮力结构。该密封舱在满足水下密封的前提下，能够提供足够的浮力，使得系统整体结构在水下具有零浮力的状态，以解决现有的水下成像设备由于重力和浮力的不平衡导致原有的水下结构物平衡系统失衡问题。

技术领域

本发明涉及水下光学成像探测技术领域，尤其涉及一种用于水下的四目立体视觉成像系统及成像方法。

背景技术

水下成像技术作为一种面向海洋资源调查、环境监测等领域的视觉观测技术，在世界范围内得到日益广泛的应用。水下拖体作为目前海洋探测的主要载体，在海洋水下探测中发挥着重要的作用。然而，目前大多数拖体在水下工作时都是根据其高度计或者其他定位系统进行环境探测，岸上工作人员对水下的状况不甚了解，对整个拖体的周围的环境知之甚少，为了获取更多拖体周围的信息，目前大多数的做法是给拖体安装一个光学成像设备，对水下周围环境进行成像。目前水下光学成像设备比较单一，都是采用单摄像头进行水下成像，且设备没有采用零浮力设计，容易导致水下拖体失去其原有的水下平衡状态，同时需要拖体给它们提供额外的电源接口和通讯接口，这不仅大大增加了原有系统的复杂度和成本，而且通常只能安装在特定的拖体上才能工作，不够通用。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供了一种应用于水下的四目立体视觉成像方法及系统，应用于水下拖体，具有零浮力、自容式、自供电的特点。

解决其技术问题所采用的技术方案是：一种用于水下的四目立体视觉成像系统，包括零浮力支架和安装在零浮力支架上的水下主控装置、水下供电与存储装置和四个水下成像与照明装置，四个水下成像与照明装置朝前后左右四个方向布置，水下供电与存储装置和四个水下成像与照明装置均通过零浮力电缆与水下主控装置相连；所述水下主控装置、水下供电与存储装置以及四个水下成像与照明装置各自具有独立的密封舱，且均采用零浮力结构。该密封舱在满足水下密封的前提下，能够提供足够的浮力，使得系统整体结构在水下具有零浮力的状态，以解决现有的水下成像设备由于重力和浮力的不平衡导致原有的水下结构物平衡系统失衡问题。

进一步的，所述水下主控装置包括第一密封舱以及设置在第一密封舱内的中央处理模块、电源调度模块、存储调度模块、光强控制模块和图像处理模块；中央处理模块连接图像处理模块对水下成像及照明装置进行通讯和图像获取，并将获取到的图像视频数据通过存储调度模块存储到所述水下供电与存储装置中，中央处理模块控制图像处理模块对图像数据进行分析处理以获取摄像机所需光照强度，然后控制光强控制模块对水下成像及照明装置中的光照强度进行调节以使摄像机具有合适的光照强度。

进一步的，所述第一密封舱的体积与整体重量的权衡设计使得整体重力等于水下浮力，从而达到在水下处于零浮力的状态。

进一步的，所述水下供电与存储装置包括第二密封舱及安装在第二密封舱内的充电模块、蓄电模块、放电模块、光源供电模块、主控供电模块、摄像机供电模块、存储供电模块、存储模块；充电模块与蓄电模块相连，对蓄电模块进行充电，蓄电模块与放电模块进行连接，放电模块分别与光源供电模块、主控供电模块、摄像机供电模块、存储供电模块进行连接。

所述水下供电与存储模块通过所述零浮力水密电缆将水下供电与存储模块密封舱体上的水密接插件与所述水下主控模块密封舱体上的水密接插件进行连接，从而进行供电及摄像机图像视频数据存储与电源供应，所述水下供电与存储模块密封舱体采用分舱设计，独立成舱，便于快速更换水下电源和存储设备，本系统自带电源设备解决水下作业供电困难问题，自带存储设备解决水下大量数据传输困难问题，极大的降低了开发周期，降低了系统集成复杂度。