[發明專利]一種水下攝像系統

在審

• 申請號: 201710429607.5
• 申請日: 2017-06-09
• 公開（公告）號: CN107329421A
• 公開（公告）日: 2017-11-07
• 發明（設計）人: 唐智杰
• 申請（專利權）人: 上海大學
• 主分類號: G05B19/042
• 分類號: G05B19/042;G05D1/00;G05D1/10;G05D3/12;G05D25/02;H04N5/225;H04N5/232;H04N5/235;H04N5/247;H04N13/02
• 代理公司: 上海上大專利事務所(普通合伙)31205
• 代理人: 何文欣

1.一種水下攝像系統，包括：一個水下機器人機構（101）、兩個攝像機（102）、一個彩色LED照明燈（103）、一個三軸運動平臺（104）、一個主控制系統（105）、一個姿態傳感系統（106）、運動驅動機構（107）和一個遠程控制平臺（108），其特征在于：所述水下機器人機構（101）內安裝有兩個攝像機（102）、彩色LED照明燈（103）、三軸運動平臺（104）、主控制系統（105）、姿態傳感系統（106）和運動驅動機構（107），所述主控制系統（105）通過光纖與遠程控制平臺（108）相連，用于實現實時遠程控制和圖像數據傳輸控制，所述主控制系統（105）分別與所述兩個攝像機（102）、彩色LED照明燈（103）、三軸運動平臺（104）、姿態傳感系統（106）和運動驅動機構（107）相連，用于實現水下機器人機構（101）在水中的運動控制、水下環境照明控制、根據姿態傳感系統（106）所獲得的姿態信息實時調控三軸運動平臺（104）用于保持攝像機（102）的姿態穩定和目標跟蹤、實時展開水下環境的雙目攝像和拍照功能。

2.根據權利要求1所述的水下攝像系統，其特征在于：兩個所述攝像機（102）組合構成水下雙目攝像系統，用于實現水下圖像的立體攝像功能和拍照功能，獲得所攝圖像的深度信息。

3.根據權利要求1所述的水下攝像系統，其特征在于：所述彩色LED照明燈（103）采用白、紅、綠、藍四種大功率可控LED組成彩色可變照明LED陣列，用于實現水下環境背景的多變可調彩色照明。

4.根據權利要求1所述的水下攝像系統，其特征在于：所述三軸運動平臺（104）用于固定兩個所述攝像機（102），用于實現所述攝像機（102）的姿態控制，以便于完成目標跟蹤和抗擾動穩定控制。

5.根據權利要求1所述的水下攝像系統，其特征在于：所述姿態傳感系統（106）采用九軸自由度傳感器GY-85，九軸自由度傳感器包括三軸加速度計ADXL345、三軸陀螺儀ITG3205和三軸磁力計HMC5883L；所述姿態傳感系統（106）用于獲得當前水下機器人的運動能夠姿態信息和加速度信息，以便于判斷當前水下機器人所處環境的涌流驅動情況和自身電機驅動情況，為水下攝像機姿態控制提供參考。

6.根據權利要求1所述的水下攝像系統，其特征在于：所述運動驅動機構（107）是包括多個螺旋槳機構組成的水下機器人運動驅動機構，用于實現水下機器人的沉浮、前行、后退和轉向的運動控制。

7.根據權利要求1所述的水下攝像系統，其特征在于：所述遠程控制平臺（108）主要用于實現遠程水下機器人控制和遠程圖像監控、圖像顯示和存儲的功能。

8.根據權利要求1所述的水下攝像系統，其特征在于：所述主控制系統（105）包括微處理器（201）、功率驅動模塊（202）、通訊模塊（203）、存儲模塊（204）和電源管理模塊（205），所述微處理器（201）經所述功率驅動模塊（202）分別與所述運動驅動機構（107）、所述彩色LED照明燈（103）和所述三軸運動平臺（104）相連實現所述水下機器人機構（101）的運動控制、水下環境照明和所述攝像機（102）的姿態控制，所述微處理器（201）經所述通訊模塊（203）采用光纖通訊模式與所述遠程控制平臺（108）實現遠程通訊控制和實時數據傳輸，所述微處理器（201）采用IIC總線與所述姿態傳感系統（106）相連獲得姿態信息，所述微處理器（201）與所述攝像機（102）相連實現數字圖像壓縮、存儲和傳輸控制，所述微處理器（201）與所述存儲模塊（204）相連，實現系統參數和視頻圖像的存儲和管理，所述微處理器（201）與所述電源管理模塊（205）實現系統電源監測和管理，最終實現水下機器人機構（101）在水中的運動控制、水下環境照明控制、根據姿態傳感系統（106）所獲得的姿態信息實時調控三軸運動平臺（104）用于保持攝像機（102）的姿態穩定、實時展開水下環境的雙目攝像和拍照功能。