一种水下超广视场角声光联合成像装置制造方法及图纸

一种水下超广视场角声光联合成像装置，包括位于水下的水下全景成像单元，其耐压壳内部设置有数据处理单元，其顶面固定安装有双轴转向模块，其顶面固定连接换能器安装板，其底面两端分别安装双目光学测量单元与水下成像声呐，双目光学测量单元与水下成像声呐的轴心保持平行；还包括位于陆上的水面操控单元，其通过水密线缆与水下全景成像单元、水下双目光学测量单元、双轴转向模块和水下成像声呐连接，能大范围同时对多目标进行光学与声学多种手段进行探测，可视距离内通过光学图像可以获得水下目标的方位、距离、类别属性以及图像信息，在可视距离以外通过声学成像实现目标定位及引导光学识别检测，具备周围环境目标分布信息能力。能力。能力。

【技术实现步骤摘要】
一种水下超广视场角声光联合成像装置


[0001]本专利技术涉及水下成像装置
，尤其是一种水下超广视场角声光联合成像装置。

技术介绍

[0002]水下航行器在复杂水下环境航行作业，进行坐底及近底观测任务，近海及敏感海域安全的海底安全监测任务中，存在水下视野过小无法有效的观察周围环境的情况，这种情况下需要通过同时在不同方位和朝向布放相机来解决视野盲区问题，但同样会存在区域图像重合和相机位姿改变带来的目标定位障碍，无法直观有效的获取周围环境目标具体方位。同时水下光学成像可视距离受水质环境影响可视范围有限无法有效发现远距离目标。普通光学成像装置成像结果为平面图像没有立体信息。水下探测远距离实现主要通过声学成像实现，声学成像可以获取可视距离以外目标尺寸与距离信息，但无法通过目标形态进行自主识别检测。
[0003]现有技术中的水下探测设备都是光学与声学独立设计，因此在组成一个功能单元时需要将不同设备连接在一起，暴露在水体中的结构就会复杂，同时线缆数量与接头也会增加，长时间工作的可靠性会降低，外形结构的复杂多变也会增加维护清理难度。同时分布式布放也会带来目标定位困难和出现偏差现象。因此如果将光学探测与声学探测结合到同一设备中，针对同一目标可以在同一位置进行多手段探测，并将周围环境数据直观展现出来，同时做到结构外形小型化、简单化，这样对水下探测过程中对周围环境无论是人为感知还是机器感知效率都将会提升很多。

技术实现思路

[0004]本申请人针对上述现有生产技术中的缺点，提供一种结构合理的一种水下超广视场角声光联合成像装置，从而能够满足大范围同时对多目标进行光学与声学多种手段进行探测，可视距离内通过光学图像可以获得水下目标的方位、距离、类别属性以及图像信息，在可视距离以外通过声学成像实现目标定位及引导光学识别检测，具备周围环境目标分布信息能力。
[0005]本专利技术所采用的技术方案如下：
[0006]一种水下超广视场角声光联合成像装置，包括位于水下的水下全景成像单元，所述水下全景成像单元的耐压壳内部设置有数据处理单元，所述水下全景成像单元的顶面固定安装有双轴转向模块，所述双轴转向模块的顶面固定连接换能器安装板，所述换能器安装板的底面两端分别安装双目光学测量单元与水下成像声呐，双目光学测量单元与水下成像声呐的轴心保持平行；还包括位于陆上的水面操控单元，所述水面操控单元通过水密线缆与水下全景成像单元、水下双目光学测量单元、双轴转向模块和水下成像声呐连接。
[0007]其进一步技术方案在于：
[0008]所述水下全景成像单元的底部设置有用于连接固定的底座，底座上开有法兰孔。
[0009]所述双轴转向模块实现水平和竖直两个方向的旋转动作。
[0010]所述双轴转向模块水平方向能够实现0～360
°
范围旋转，垂直方向能够实现俯仰90
°
范围的旋转。
[0011]所述双目光学测量单元与水下成像声呐的中心轴与双轴转向模块的水平轴保持垂直状态。
[0012]所述换能器安装板为薄型板结构，在换能器安装板的底面两端分别支架。
[0013]所述水面操控单元用于接收水下全景成像单元的图像信息、双轴转向模块的双轴位置信息、水下双目光学测量单元的图像数据并完成目标距离大小信息解算，水下成像声呐声学图像目标图像数据并完成水下目标的大小和距离信息的解算。
[0014]本专利技术的有益效果如下：
[0015]本专利技术结构紧凑、合理，操作方便，在港口及油气平台水下结构，深海水下预置设备，敏感海域海底监测网络节点等复杂环境领域需要对周围环境进行探测与警戒，有效的解决了现有技术中水下光学成像装置存在视场角小无法兼顾不同方位的目标情况，有可能漏报信息等缺陷，同时水下光学成像装置成像距离有限无法对远距离目标进行探测，同样会造成漏报问题，本水下声光联合成像装置同时具备声学成像与光学成像功能，能够弥补探测范围和探测距离上的不足，也可同时实现目标信息多维度呈现，在水下有良好的隐蔽性并且便于进行布放。
[0016]同时，本专利技术还具备如下优点：
[0017]1.结构原理简单，占用空间小在水体环境中隐蔽性好，造价低廉。
[0018]2.实现大范围视场角成像功能，能够实时显示周围目标方位。
[0019]3.同时采用多种光学成像手段既能够实现平面成像用于目标状态识别，又能对目标展开定位及三维成像。
[0020]4.同时采用声学与光学成像两种成像方式通过不同的成像原理弥补了两种成像在水下环境中的不足。
[0021]5.用于港口或者敏感水域水下广泛布放形成监控网，可长时间不间断工作，减少维护成本。
附图说明
[0022]图1为本专利技术的结构示意图。
[0023]图2为本专利技术水下全景成像单元和数据处理单元的结构示意图。
[0024]图3为本专利技术的工作示意图。
[0025]其中：1、水下全景成像单元；2、数据处理单元；3、双轴转向模块；4、换能器安装板；5、双目光学测量单元；6、水下成像声呐；7、水面操控单元；8、水密线缆。
具体实施方式
[0026]下面结合附图，说明本专利技术的具体实施方式。
[0027]如图1
‑
图3所示，本实施例的水下超广视场角声光联合成像装置，包括位于水下的水下全景成像单元1，水下全景成像单元1的耐压壳内部设置有数据处理单元2，水下全景成像单元1的顶面固定安装有双轴转向模块3，双轴转向模块3的顶面固定连接换能器安装板
4，换能器安装板4的底面两端分别安装双目光学测量单元5与水下成像声呐6，双目光学测量单元5与水下成像声呐6的轴心保持平行；还包括位于陆上的水面操控单元7，水面操控单元7通过水密线缆8与水下全景成像单元1、水下双目光学测量单元5、双轴转向模块3和水下成像声呐6连接。
[0028]水下全景成像单元1的底部设置有用于连接固定的底座，底座上开有法兰孔。
[0029]双轴转向模块3实现水平和竖直两个方向的旋转动作。
[0030]双轴转向模块3水平方向能够实现0～360
°
范围旋转，垂直方向能够实现俯仰90
°
范围的旋转。
[0031]双目光学测量单元5与水下成像声呐6的中心轴与双轴转向模块3的水平轴保持垂直状态。
[0032]换能器安装板4为薄型板结构，在换能器安装板4的底面两端分别支架。
[0033]水面操控单元7用于接收水下全景成像单元1的图像信息、双轴转向模块3的双轴位置信息、水下双目光学测量单元5的图像数据并完成目标距离大小信息解算，水下成像声呐6声学图像目标图像数据并完成水下目标的大小和距离信息的解算。
[0034]本专利技术的具体结构和功能如下：
[0035]主要包括水下全景成像单元1、数据处理单元2、双轴转向模块3、换能器安装板4、水下双目光学测量单元5、水下成像声呐6、水面操控单元7和水密线缆8。
[0036]其中，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种水下超广视场角声光联合成像装置，其特征在于：包括位于水下的水下全景成像单元(1)，所述水下全景成像单元(1)的耐压壳内部设置有数据处理单元(2)，所述水下全景成像单元(1)的顶面固定安装有双轴转向模块(3)，所述双轴转向模块(3)的顶面固定连接换能器安装板(4)，所述换能器安装板(4)的底面两端分别安装双目光学测量单元(5)与水下成像声呐(6)，双目光学测量单元(5)与水下成像声呐(6)的轴心保持平行；还包括位于陆上的水面操控单元(7)，所述水面操控单元(7)通过水密线缆(8)与水下全景成像单元(1)、水下双目光学测量单元(5)、双轴转向模块(3)和水下成像声呐(6)连接。2.如权利要求1所述的一种水下超广视场角声光联合成像装置，其特征在于：所述水下全景成像单元(1)的底部设置有用于连接固定的底座，底座上开有法兰孔。3.如权利要求1所述的一种水下超广视场角声光联合成像装置，其特征在于：所述双轴转向模块(3)实现水平和竖直两个方向的旋转动作...

【专利技术属性】
技术研发人员：李晓伟，张崇丙，焦慧锋，周宏坤，葛锡云，
申请(专利权)人：中国船舶科学研究中心，
类型：发明
国别省市：