水下高速摄像与照明系统VIP专享VIP免费

书第35卷第6期2013年6月舰船科学技术SHIPSCIENCEANDTECHNOLOGYVol．35，No．6Jun．，2013水下高速摄像与照明系统张彦敏，谢仁富，陈兵(武汉第二船舶设计研究所，湖北武汉430064)摘要:高清晰、紧凑的水下高速摄像系统具有良好的应用和发展前景。本文研究的水下高速摄像与照明系统包括大深度的水下高速摄像机与水下新型照明灯，可在水下1000m深度或同等压力实现对水下高速运动目标的拍摄，获得高清晰的水下高速运动图像。着重论述水下高速摄像系统与照明系统的承压防水设计以及配光处理等相关设计内容。关键词:水下高速摄像机;水下照明灯;承压;防水中图分类号:TM923．56文献标识码:A文章编号:1672－7649(2013)06－0109－04doi:10.3404/j.issn.1672－7649.2013.06.024Developmentoftheunderwaterhigh-speedcameraandlightingsystemZHANGYan-min，XIEＲen-fu，CHENBing(WuhanSecondShipDesignandＲesearchInstitute，Wuhan430064，China)Abstract:Thehigh-definitionandcompactunderwaterhigh-speedcameraandlightingsystemwithdeep-depthhasagoodapplicationanddevelopmentprospects．Theunderwaterhigh-speedcameraandlightingsysteminthispaperincludedeep-seahigh-speedcameraandnew-styleunderwaterlight，whichcanuseattheunderwaterdepthof1000morthesamepressureclass，fulfillthetaskoftakingphotosandcompilingHDdynamicimagesofunderwatermovingobject．Thispapergivestheconcerntothedesignofpressurehull，luminousintensitydistributionandtherealizationofthesystem．Keywords:underwaterhigh-speedcamera;underwaterlight;pressure-loadedbearing;water-proof收稿日期:2011－06－23;修回日期:2012－12－25作者简介:张彦敏(1980－)，男，工程师，研究方向为水声工程与技术，水下安全防范。0引言随着水中兵器、水下作业工具以及各种水下科学考察、水中试验应用的不断发展，研制高精度水下高速摄像系统的要求日益迫切，大深度、高清晰、紧凑的水下高速摄像系统具有广阔的市场。目前已有的水下高速摄像机普遍存在体积庞大、造价高昂等诸多问题，限制了水下高速摄像机的应用。由于高速摄像技术发展迅速，更高分辨率、更紧凑尺寸、更高速度摄像机层出不穷。新型高亮度照明技术也日益成熟，水下复合电缆及水密接头日趋规格化，压力容器及制造材料的性价比逐渐提高。这些积极因素进一步促进了水下高速摄像系统的发展。水下环境应用的特殊性，要求在水下(特别是大深度条件下)必须配置专用的水下照明设备，水下摄像机的拍摄性能(摄像机本身的低照度和清晰度也是关键)严重依赖于为目标照明灯光系统的质量(灯光的纯度)、灯光的强度、眩光性和照明灯的配合部署等。基于水下高速摄像系统的实际应用需求，采用新型高速摄像机和新型LED照明技术，论述水下高速摄像与照明系统的设计与实现［1］。1系统的功能及性能设计要求高精度水下高速摄像系统用于捕捉水下目标的高速移动(动作)相关视频信号，完成对相关水下目标动作的监控及高速视频的后处理分析。高精度水下高速摄像系统具有如下主要功能:1)高速、高清晰、低照度的摄像功能;2)水下0～10MPa环境下能正常工作;3)摄像机拍摄距离为3m，视阈≥4m×4m;4)具有各种远距离操控功能;5)远距离视频传输及视频回放功能;舰船科学技术第35卷图1水下高速摄像系统组成Fig.1Constitutionsketchmapoftheunderwaterhigh-speedcamerasystem6)大容量(≥16GB)视频存储及录制功能;7)视频后处理及相关的高速运动分析功能。2系统组成根据高精度水下高速摄像系统的技术要求，本方案中高精度水下高速摄像系统(见图1)主要组成部分如下:1)水下高速摄像机及附件，包括高速摄像机、摄像机镜头、摄像机耐压壳体及相关附件、耐压窗玻璃、水密接头和固定结构;2)水下照明系统，包括水下照明灯耐压壳体及相关附件、水密接头、耐压窗玻璃、照明灯光源及驱动电路、固定支架;3)水下安装固定及调节支架;4)水下电缆传输部分，包括水下摄像机及照明灯用的水下复合电缆、水下摄像机用水下以太网电缆、水密接头;5)水面传输及水面控制单元。3水下高速摄像机的研制水下高速摄像机在...