【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于成像监测领域，更具体地，涉及一种水下高通量成像监测装置。
技术介绍
1、核电冷源系统是核电厂电力生产流程的重要组成部分，其功能为提供冷却水，我国现阶段运行与在建滨海核电厂冷源系统均采用直流冷却水设计，由冷源取水口直接引入海水作为冷却水，海水在进入冷源系统前需要进行过滤，主要方法是在取水口布置拦截网，通过物理层面拦截的方法防止海生物、漂浮物、垃圾等物质进入发电机组中。由于核电站的取水区的虹吸作用，在取水区附近突然暴发的浮游生物会被卷向取水口。或由于单体尺寸大于最小网眼、或由于生物体胶质的黏着的特性等原因，大量聚集的海生物在涌向取水口时将堵塞取水口拦截网，导致冷却水无法进入机组厂房中，核电反应堆因缺少冷却水温度升高，只能被迫降功率、甚至停堆。因此，浮游生物的原位监测技术和方法是实现核电冷源监测预警的基础和前提。
2、基于光学的观测技术，尤其浮游生物原位光学成像技术，在浮游生物观测中日益受到重视并开始得到广泛应用。中国专利cn211478755u公开了一种适合全范围透射率目标物的水下显微成像装置，采用长工作距成像物镜与电子变焦透镜相结合的方式，实现较长工作距离的微米级显微物镜成像，避免常规近距离显微物镜成像方式对自然环境下目标物活动的影响，并且电子变焦透镜不断改变焦距，改变聚焦位置，实现断层扫描成像，使得系统景深可以控制在100-2000微米，大大提高了系统的景深，从而获得不同深度的目标分层图像序列，解决目标物信息获取的完整性。costal ocean vision公司推出了水下浮游生物连续彩色成像及分类系统
技术实现思路
1、针对相关技术的缺陷，本专利技术的目的在于提供一种水下高通量成像监测装置，旨在解决现有的水下成像装置在应对水流量较大、背景浑浊的场景时成像效果不理想的问题。
2、为实现上述目的，本专利技术提供了一种水下高通量成像监测装置，包括框架单元、照明单元和成像单元；
3、所述照明单元和成像单元沿水流方向依次安装于所述框架单元上；
4、所述照明单元包括一个或多个激光照明模组，所述激光照明模组通过向照明中心发射光层而形成层状的成像照明区域；
5、所述成像单元包括两个成像子单元，所述两个成像子单元在垂直于水流的方向上依次排布，且关于所述成像照明区域的中心轴线对称。
6、进一步地，所述激光照明模组还包括起偏器；所述成像子单元还包括检偏器；
7、所述起偏器和检偏器的线偏振方向投影到同一平面。
8、进一步地，所述照明单元包括三个激光照明模组，所述三个激光照明模组在同一平面上以等角度间隔圆周分布。
9、进一步地，所述激光照明模组包括激光二极管、驱动电路和光束整形元件，向所述照明中心发射扇形光层。
10、进一步地，所述驱动电路驱动所述激光二极管工作在同步触发曝光模式或常亮模式。
11、进一步地，所述两个成像子单元在垂直于水流的方向上间隔排布，且所述两个成像子单元的成像轴线相交，交点位于所述成像照明区域的中心轴线上。
12、进一步地，所述成像子单元包括镜头、检偏器、数字相机和成像密封舱；
13、所述镜头、检偏器和数字相机位于所述成像密封舱内。
14、进一步地，还包括电子单元；
15、所述电子单元包括流速传感器、电路板和嵌入式平台。
16、进一步地，所述嵌入式平台中部署有双目视觉基本算法或者基于深度神经网络的双目视觉算法。
17、进一步地，所述框架单元包括多个安装梁；
18、所述照明单元和成像单元沿水流方向依次安装于不同的安装梁上；
19、所述安装梁可滑动设于所述框架单元上。
20、通过本专利技术所构思的以上技术方案，与现有技术相比，取得了以下有益效果：
21、(1)本专利技术的装置中照明单元采用偏振光片照明的方式，解决了悬浮颗粒物造成的前向及后向散射问题，提高了水下目标成像的对比度和信噪比；在此基础上，成像单元采用两个成像子单元进行双目视觉立体成像，不仅进一步提升了监测视场，而且能够在监测中获得目标尺寸。相比于传统水下监测装置，本专利技术采用偏振光片照明解决了浑浊水体中悬浮颗粒物产生的强散射和背景噪声最终导致成像质量下降的问题，且采用的双目立体成像解决了被测的三维目标因姿态变化在向二维图像投影时导致的尺寸测量不准的问题。由此可见，偏振光片照明配合双目立体成像的设计，不仅使得该装置在应对水流量较大、水体浑浊的场景时取得较为理想的成像效果，而且能够获取海生物监测中十分关键而又难以测定的尺度信息。
22、(2)本专利技术通过起偏器和检偏器的配合，将水体浑浊对成像质量的影响减小。尤其是通过设置检偏器和起偏器的线偏振方向投影到同一平面，可将悬浮颗粒物对成像的影响降至最低。
23、(3)本专利技术在嵌入式平台中部署传统双目视觉算法或基于深度神经网络的双目视觉算法，对监测海生物实现智能识别、分类和计数，进一步提高监测视场以及准确测量海生物的尺寸。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种水下高通量成像监测装置，其特征在于，包括框架单元、照明单元和成像单元；
2.如权利要求1所述的水下高通量成像监测装置，其特征在于，所述激光照明模组还包括起偏器；所述成像子单元还包括检偏器；
3.如权利要求1所述的水下高通量成像监测装置，其特征在于，所述照明单元包括三个激光照明模组，所述三个激光照明模组在同一平面上以等角度间隔圆周分布。
4.如权利要求3所述的水下高通量成像监测装置，其特征在于，所述激光照明模组包括激光二极管、驱动电路和光束整形元件，向所述照明中心发射扇形光层。
5.如权利要求4所述的水下高通量成像监测装置，其特征在于，所述驱动电路驱动所述激光二极管工作在同步触发曝光模式或常亮模式。
6.如权利要求1-5任一项所述的水下高通量成像监测装置，其特征在于，所述两个成像子单元在垂直于水流的方向上间隔排布，且所述两个成像子单元的成像轴线相交，交点位于所述成像照明区域的中心轴线上。
7.如权利要求6所述的水下高通量成像监测装置，其特征在于，所述成像子单元包括镜头、检偏器、数字相机和成像密封舱；p>
8.如权利要求1或2所述的水下高通量成像监测装置，其特征在于，还包括电子单元；
9.如权利要求8所述的水下高通量成像监测装置，其特征在于，所述嵌入式平台中部署有双目视觉基本算法或者基于深度神经网络的双目视觉算法。
10.如权利要求1或2所述的水下高通量成像监测装置，其特征在于，所述框架单元包括多个安装梁；
...【技术特征摘要】
1.一种水下高通量成像监测装置，其特征在于，包括框架单元、照明单元和成像单元；
2.如权利要求1所述的水下高通量成像监测装置，其特征在于，所述激光照明模组还包括起偏器；所述成像子单元还包括检偏器；
3.如权利要求1所述的水下高通量成像监测装置，其特征在于，所述照明单元包括三个激光照明模组，所述三个激光照明模组在同一平面上以等角度间隔圆周分布。
4.如权利要求3所述的水下高通量成像监测装置，其特征在于，所述激光照明模组包括激光二极管、驱动电路和光束整形元件，向所述照明中心发射扇形光层。
5.如权利要求4所述的水下高通量成像监测装置，其特征在于，所述驱动电路驱动所述激光二极管工作在同步触发曝光模式或常亮模式。
...【专利技术属性】
技术研发人员：吴国龙，李剑平，陈涛，郭冠男，陈良培，刘鹏，
申请(专利权)人：深圳先进技术研究院，
类型：发明
国别省市：
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