一种飞行器仿生对象生物观测实验系统及观测水箱技术方案

本实用新型专利技术公开一种飞行器仿生对象生物观测实验系统及观测水箱，包括水箱，水箱至少一面由透明材质制成用于透过光线从所述水箱外部观测所述仿生对象的第一视图，还包括：反射镜，倾斜安装于所述水箱内，与箱体部分壁面共同围设形成观测空间，所述反射镜位于所述观测空间内的面形成反射面；观测装置，正对于所述水箱且位于所述反射镜的反射面一侧设置。本实用新型专利技术采用具有双摄像头且能同步拍摄的观测装置结合倾斜安装于水箱内腔的反射镜，实现对仿生对象第一视图和第二视图的同步成像观测，多方向多视角观测，观测效率高、效果好，从形态特征学和功能特征两个层面研究仿生对象的环境适应性，为飞行器总体设计提供生物启发和仿生依据。

A bio observation experimental system and observation tank for bionic objects of aircraft

【技术实现步骤摘要】
一种飞行器仿生对象生物观测实验系统及观测水箱
本技术属于机电实验系统设计
，特别涉及生物观测实验系统，具体是一种飞行器仿生对象生物观测实验系统及观测水箱。
技术介绍
“仿生”是人类最早、最朴素的学习方式和生存手段，也是研究者从自然界汲取知识和获取灵感的重要方法。经过千百万年的自然演变和优化选择，生物体获得了高超的生存技能和极强的环境适应能力，为科技创新提供了取之不竭的知识宝库和学习源泉。以僧帽水母为例，僧帽水母外形前后两端分别呈现钝圆和稍尖的特征，中间顶峰耸起呈背峰状，能够以较小的阻力在水中自由运动。僧帽水母作为一类浮游腔肠动物，具有独特的环境适应性：体腔内充有一定体积的气体；鳔长9-30cm，可将气体注入鳔内，通过充放气实现浮沉；具有气泡状的浮囊体，囊内有纵隔，内壁气腺分泌气体用于实现浮力与压力调节。僧帽水母的形态特征和功能特征为解决平流层飞艇总体设计关键技术问题提供了重要的仿生启示和创新思路。生物观测实验系统可以获得大量的高清图像和视频信息，从而为研究僧帽水母的形态特征和功能特征提供基础，而现有的仿生对象观测实验系统大多只能从一个方向和角度观察仿生对象，如正视图或俯视图，观测范围有限，更不能实现多方向同步成像观测，观测效果不理想。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是：提供一种能从多个方向和角度观测且能同步成像，以及能够快速精准对图像视频数据进行处理的仿生对象观测实验系统及观测水箱。为了解决上述技术问题，本技术是通过以下技术方案实现的：一种飞行器仿生对象生物观测实验系统，包括用于为所述仿生对象提供生活环境和空间的水箱，所述水箱至少一面由透明材质制成用于透过光线从所述水箱外部观测所述仿生对象的第一视图，所述观测实验系统还包括：反射镜，倾斜安装于所述水箱内，与箱体部分壁面共同围设形成观测空间，所述反射镜位于所述观测空间内的面形成反射面，用于对所述仿生对象的第二视图反射成像；观测装置，正对于所述水箱且位于所述反射镜的反射面一侧设置，用于拍摄所述仿生对象的第一视图以及所述仿生对象经反射镜反射成像的第二视图。进一步的，所述水箱的底部安装有用于放置所述反射镜并与所述反射镜靠近所述水箱底部的边缘相抵靠的安装底座；所述水箱的外部固定安装有用于提供水循环的水泵、用于提供氧气循环的氧气泵，内部安装有用于净化水质的过滤器，所述水泵的进水管连接到外部的水源、出水管穿过所述水箱的顶壁或上段侧壁进入到水箱，所述水箱的底部或下段侧壁开有出水口并通过管道连接到外部的集水箱，所述氧气泵的进气管连接到外部的氧气源，出气管穿过所述水箱的底部或下段侧壁进入到水箱。进一步的，所述反射镜与所述水箱的底面呈45度夹角，所述安装底座与所述水箱的底面呈45度夹角。进一步的，所述水箱是由金晶超白玻璃制成的长方体结构，其长宽高尺寸分别为1000mm*500mm*500mm，各组成面的厚度不少于10mm。进一步的，所述反射镜呈长方形板状结构，尺寸为900mm*640mm，其反射面涂覆有不少于5mm的镀银层，1：1高清成像，靠近所述水箱底部的边缘放置在所述安装底座上。进一步的，所述观测装置具有并排安装且能同步拍摄的双摄像头，其中一个摄像头用于拍摄所述仿生对象的第一视图，另一个摄像头用于拍摄所述仿生对象的第二视图，所述观测装置的视场覆盖整个水箱，双目中心距不少于6cm，输出为彩色、未压缩的双目720P高清图像，帧率不低于60帧/秒，曝光方式为全局曝光，单个像素尺寸不低于3.75*3.75um，感光谱段为380～1060nm，采用USB3.0通信接口，传输速度不低于200Mb/s。进一步的，所述数据存储器的容量不少于4TB，采用USB3.0通信接口，存储介质为磁盘，外壳材质采用工程塑料。进一步的，所述图像处理装置包括集成布置的CPU、主板芯片、显卡、硬盘和多个USB3.0通信接口。进一步的，所述观测装置可拆卸地安装在可平行于所述水箱长边和/或短边方向移动的三脚架上。进一步的，所述仿生对象在所述反射镜的反射面和所述水箱的多个侧壁围合形成的空间内运动。进一步的，所述观测实验系统还包括：数据存储器，与所述观测装置通信连接，用于实时存储所述观测装置拍摄获取的图像数据；图像处理装置，与所述数据存储器通信连接，用于读取、处理和分析所述数据存储器中的图像数据，获取所述仿生对象的形态特征和功能特征。本技术还提供一种飞行器仿生对象生物观测水箱，包括用于为所述仿生对象提供生活环境和空间的箱体，所述箱体至少一面由透明材质制成用于透过光线从所述箱体外部观测所述仿生对象的第一视图，所述箱体还包括：反射镜，倾斜安装于所述箱体内，与箱体部分壁面共同围设形成观测空间，所述反射镜位于所述观测空间内的面形成反射面，用于对所述仿生对象的第二视图反射成像；所述箱体由透明材质制成的面至少有部分参与围设形成所述观测空间，并用于透过光线从箱体外部观测仿生对象的第二视图。与现有技术相比，本技术的有益之处是：本技术所述的仿生对象观测实验系统及观测水箱，将仿生对象放置在观测空间的水域内，从水箱外部能够透过箱体透明壁面同时观测到仿生对象的第一视图和第二视图，采用双摄像头能同步拍摄的观测装置结合倾斜安装于水箱内腔的反射镜，实现对仿生对象第一视图和第二视图的同步成像观测，多方向多视角观测，观测效率高、效果好，从形态特征学和功能特征两个层面研究仿生对象的环境适应性，为飞行器总体设计提供生物启示和仿生依据。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。下面结合附图对本技术进一步说明：图1是本技术所述仿生对象观测实验系统的组成图；图2是反射镜与安装底座的组装示意图；图3是图1系统的实验流程图；1、水箱；2、反射镜；3、观测装置；4、数据存储器；5、图像处理装置；6、第一视图；7、第二视图；8、安装底座。具体实施方式下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。需要说明，本技术实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。另外，在本技术中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种飞行器仿生对象生物观测实验系统，包括用于为所述仿生对象提供生活环境和空间的水箱(1)，所述水箱(1)至少一面由透明材质制成用于透过光线从所述水箱(1)外部观测所述仿生对象的第一视图(6)，其特征在于，所述观测实验系统还包括：/n反射镜(2)，倾斜安装于所述水箱(1)内，与箱体部分壁面共同围设形成观测空间，所述反射镜(2)位于所述观测空间内的面形成反射面，用于对所述仿生对象的第二视图(7)反射成像；/n观测装置(3)，正对于所述水箱(1)且位于所述反射镜(2)的反射面一侧设置，用于拍摄所述仿生对象的第一视图(6)以及所述仿生对象经反射镜(2)反射成像的第二视图(7)。/n

【技术特征摘要】
1.一种飞行器仿生对象生物观测实验系统，包括用于为所述仿生对象提供生活环境和空间的水箱(1)，所述水箱(1)至少一面由透明材质制成用于透过光线从所述水箱(1)外部观测所述仿生对象的第一视图(6)，其特征在于，所述观测实验系统还包括：
反射镜(2)，倾斜安装于所述水箱(1)内，与箱体部分壁面共同围设形成观测空间，所述反射镜(2)位于所述观测空间内的面形成反射面，用于对所述仿生对象的第二视图(7)反射成像；
观测装置(3)，正对于所述水箱(1)且位于所述反射镜(2)的反射面一侧设置，用于拍摄所述仿生对象的第一视图(6)以及所述仿生对象经反射镜(2)反射成像的第二视图(7)。


2.根据权利要求1所述的一种飞行器仿生对象生物观测实验系统，其特征在于：所述水箱(1)的底部安装有用于放置所述反射镜(2)并与所述反射镜(2)靠近所述水箱(1)底部的边缘相抵靠的安装底座(8)；
所述水箱(1)的外部固定安装有用于提供水循环的水泵、用于提供氧气循环的氧气泵，内部安装有用于净化水质的过滤器，所述水泵的进水管连接到外部的水源、出水管穿过所述水箱(1)的顶壁或上段侧壁进入到水箱(1)，所述水箱(1)的底部或下段侧壁开有出水口并通过管道连接到外部的集水箱，所述氧气泵的进气管连接到外部的氧气源，出气管穿过所述水箱的底部或下段侧壁进入到水箱(1)。


3.根据权利要求2所述的一种飞行器仿生对象生物观测实验系统，其特征在于：所述反射镜(2)与所述水箱(1)的底面呈45度夹角，所述安装底座(8)与所述水箱(1)的底面呈45度夹角。


4.根据权利要求3所述的一种飞行器仿生对象生物观测实验系统，其特征在于：所述水箱(1)是由金晶超白玻璃制成的长方体结构，各组成面的厚度不少于10mm。


5.根据权利要求3所述的一种飞行器仿生对象生物观测实验系统，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨跃能，李杰，徐昕，张士峰，郑伟，周江华，胡文俊，
申请(专利权)人：中国人民解放军国防科技大学，
类型：新型
国别省市：湖南;43