專利名稱：游弋式水下視頻直接監(jiān)控系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種游弋式水下視頻直接監(jiān)控系統(tǒng)，具體涉及一種可以在渾濁度高的 海水養(yǎng)殖水域進行游弋、對水下養(yǎng)殖水域全方位無線遠程遙控實行實時監(jiān)控并向外傳輸信 息的系統(tǒng)，屬于攝像領域。
背景技術：
水下攝像和陸地攝像不同，有其特殊性和制約性。攝像機的核心技術就是電荷藕 合器件圖像傳感器CCD (Charge Coupled Device)，它使用一種高感光度的半導體材料制 成，能把光線轉變成電荷，通過模數(shù)轉換器芯片轉換成數(shù)字信號，數(shù)字信號經過壓縮以后由 攝像機內部的閃速存儲器或內置硬盤卡保存。因此，對于CXD來說，由光轉換成視頻圖像唯 一前提條件是光。渾濁海水養(yǎng)殖水域水中存在著大量的浮游生物、懸浮物、膠體粒子和各種各樣的 鹽。對于這樣的水質，光在水中傳播過程中光波衰減非常大，光的散射現(xiàn)象也非常嚴重。光 的衰減現(xiàn)象隨水的性質以及浮游生物、膠體粒子、懸浮物和其他各種各樣的鹽的不同而不 同，并隨光的波長而變化，對于光在水中衰減的問題，若僅僅是光的衰減現(xiàn)象的話，用加 強光源既可解決，可是散射現(xiàn)象卻隨光的增強而增大，渾濁的海水養(yǎng)殖水域中的懸浮粒子 特別是膠體粒子造成了光的散射現(xiàn)象，光的散射作用使水下物體影像對比度下降，電視圖 像容易變得模糊。光在水中傳播過程中，由于吸收造成的衰減與由于散射造成的衰減，既使 在非常干凈透明的水中，光的衰減也有60%是散射造成的，40%是吸收造成的，在渾濁的海 水養(yǎng)殖水域光的散射現(xiàn)象就更嚴重。由于在渾濁的海水養(yǎng)殖水域中，存在著嚴重的光的衰減和光的散射現(xiàn)象，造成了 攝像機監(jiān)控視距小，監(jiān)控視角及視角范圍受到限制。因此，在渾濁的養(yǎng)殖水域中，水底水深 陰暗，懸浮粒子稠密，再加上水又是一種天然濾光鏡，而且，在同一海水養(yǎng)殖水域或不同海 水養(yǎng)殖水域，水深存在深淺不一，要在這樣的環(huán)境中進行水下視頻監(jiān)控，獲得清晰的視頻圖 像是非常困難的，甚至不可能。
發(fā)明內容
針對現(xiàn)有技術中存在的問題，本發(fā)明的目的在于提供一種游弋式水下視頻直接監(jiān) 控系統(tǒng)，可以在渾濁海水養(yǎng)殖水域拍攝到清晰的圖像。本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的它包括電動船、升降牽引裝置、水下微光攝像裝置、無線信 號傳輸裝置、監(jiān)視裝置和組合電纜，水下微光攝像裝置通過升降牽引裝置與電動船連接，組 合電纜與用電設備和信號傳輸設備連接，所述的水下微光攝像裝置包括微型電腦，微光攝 像機，電動變焦鏡頭，防水燈罩，水下補償照明光源，燈光顏色控制器和保護罩；保護罩上端 通過承接構件與升降牽引裝置連接，保護罩下端設有視窗，保護罩的底端周邊的法蘭平臺 與防水燈罩連接；水下補償照明光源、燈光顏色控制器內置于防水燈罩內；所述的微光攝 像機安裝在保護罩內頂部，微光攝像機上端與微型電腦連接，下端與電動變焦鏡頭連接。
保護罩包括密封蓋板，蓋板密封墊，視距增加罩，視窗，和密封墊；密封蓋板、和蓋 板密封墊與視距增加罩的頂端連接，視窗、和密封墊與視距增加罩的底端連接；密封蓋板上 端與承接構件連接。防水燈罩內設置了調節(jié)光束與保護罩的視窗的夾角及光的顏色的燈光顏色控制器。所述的升降牽引裝置包括帶剎的直流電機、絞線輪、牽引器、拉索和連接接口 ；絞 線輪與直流電機的機軸連接，拉索一端與絞線輪連接；牽引器由多節(jié)牽引套管組成，相鄰的 牽引套管之間軸向滑動連接，徑向定位連接，牽引器的一端固定在絞線輪的下方；拉索內置 于多節(jié)牽引套管的管心內或管身外，牽引器的另一端和拉索的另一端分別與連接接口的上 端連接，連接接口的下向與承接構件連接。所述的無線信號傳輸裝置包括無線影音發(fā)射機和無線信號發(fā)射天線，無線信號遙 控接收裝置包括遙控接收控制器和遙控信號接收天線，無線影音發(fā)射機和遙控接收控制器 裝在一密封的金屬固定盒內，金屬固定盒內中間由一金屬隔板分開成兩個密封的空間，兩 個密封的空間分別安裝無線影音發(fā)射機和遙控接收控制器，無線信號發(fā)射天線和遙控信號 接收天線分別由兩密封孔導出，無線信號發(fā)射天線延伸至電動船尾部，遙控信號接收天線 直接與遙控接收控制器連接。所述的電動船船體中間設有器件平臺，金屬固定盒、與直流電機連接的電機固定 支架、和直流電源安裝在器件平臺上，牽引器的一端固定在絞線輪下方的器件平臺上。電動船可采用玻璃鋼船。本發(fā)明通過微光攝像機、電動變焦鏡頭、牽引器、水下照明燈和保護罩及視窗的配 合使用，增大了微光攝像機的視距，改變了監(jiān)控角度和視角范圍，可以在渾濁水域拍攝到清 晰的視頻圖像，同時采用無線信號傳輸和遠程遙控，系統(tǒng)的控制完全智能化。本發(fā)明可廣泛 應用于海洋開發(fā)、水下養(yǎng)殖監(jiān)控、水下作業(yè)、水庫大壩水下監(jiān)控、水下科學實驗、水下觀光、 水下打撈、水下建筑、海底資源勘探及軍事應用等領域。
圖1、本發(fā)明實施例1的主視結構示意圖。圖2、本發(fā)明實施例1的側視結構示意圖。圖中電動船1，水下推進器2，牽引器3，連接接口 4，承接構件5，微型電腦6，微光 攝像機7，電動變焦鏡頭8，視距增加罩9，防水燈罩10，水下補償照明光源11，燈光顏色控制 器12，視窗13，密封墊14，蓋板密封墊15，密封蓋板16，組合電纜17，無線影音發(fā)射機天線 18，金屬固定盒19，無線影音
發(fā)射機20，遙控信號接收天線21，遙控接收控制器22，直流電機23，電機固定支架24， 絞線輪25，拉索26，直流電源27，器件平臺28。
具體實施例方式本發(fā)明可以通過發(fā)明內容中說明的技術中具體實施，通過下面的實施例可以對本 發(fā)明進行進一步的描述，然而，本發(fā)明的范圍并不限于下述實施例。實施例1 所述的升降牽引裝置包括帶剎直流電機23、絞線輪25、牽引器3、拉索26和連接接口 4 ；絞線輪25與直流電機23的機軸連接，拉索26 —端與絞線輪25連接；牽 引器3由多節(jié)牽引套管組成，相鄰的引套管之間軸向滑動連接，徑向定位連接，牽引器3的 一端固定在絞線輪25的下方；拉索26內置于多節(jié)牽引套管的管心內或管身外，牽引器3的 另一端和拉索26的另一端分別與連接接口 4的上端連接，連接接口 4的下向與承接構件5 連接。所述的水下微光攝像裝置包括微型電腦6，微光攝像機7，電動變焦鏡頭8，防水燈 罩10，水下補償照明光源11，燈光顏色控制器12，組合電纜17和保護罩；保護罩包括密封 蓋板16，蓋板密封墊15，視距增加罩9，視窗13，和密封墊14 ；密封蓋板16、蓋板密封墊15 與視距增加罩9的頂端連接，視窗13、密封墊14與視距增加罩9的底端連接；
水下補償照明光源11、燈光顏色控制器12內置于防水燈罩10內，防水燈罩10與保護 罩的底端周圍法蘭平臺連接。所述的視距增加罩9內設置的定位平臺，微光攝像機7通過定位平臺安裝在視距 增加罩9的罩內的頂部；微光攝像機7上端與微型電腦6連接，下端與電動變焦鏡頭8 ；電動 變焦鏡頭8前端鏡片外表面頂點到視窗外表面之間的距離，即為水下攝像機增大的視距； 由于攝像視距的增大，監(jiān)控視角及視角范圍也相應增大，監(jiān)控有效面積也隨之增大。所述的微光攝像機7采用微光增強器和CCD光電成像器件，采用聚焦在1/3英寸 CXD靶面，可實現(xiàn)視場角范圍30°-115°、由微型電腦8控制、遠程無線遙控電動變焦鏡頭8， 在鏡頭變焦范圍內，MTF在701p/mm，焦距可無級變換，水下景物可根據(jù)需要放大或縮小，監(jiān) 控范圍也可調控。所述的水下色度補償照明光源11根據(jù)水質不同其燈光發(fā)散角也不同，隨水質渾 濁度不同，光束照射方向和光的顏色補償必須作相應調整，防水燈罩10內設置了調節(jié)光束 與保護罩的視窗13的夾角及光的顏色的燈光顏色控制器12。密封蓋板16上端與承接構件5連接，組合電纜17與用電設備和信號傳輸設備連接。所述的無線信號傳輸裝置包括無線影音發(fā)射機20和無線信號發(fā)射天線18，無線 信號遙控接收裝置包括遙控接收控制器22和遙控信號接收天線21，無線影音發(fā)射機20和 遙控接收控制器22裝在一密封的金屬固定盒19內，中間由一金屬隔板把兩者隔開，無線信 號發(fā)射天線18和遙控信號接收天線21分別由兩密封孔導出，無線信號發(fā)射天線18延伸至 電動船1尾部，遙控信號接收天線21直接與遙控接收控制器22連接。所述的監(jiān)視裝置包括網絡硬盤錄像機和監(jiān)視器組成，網絡硬盤錄像機通過一條規(guī) 格為SYV-75-2-1的BNC轉AV的同軸電纜，可以將網絡硬盤錄像機的VIDEO IN的第一個 BNC接口與無線信號接收機的AV端子相連接，保證了視頻圖像信號的穩(wěn)定輸入；再用一條 規(guī)格為SYV-75-2-1的BNC端子同軸電纜，將VIDEO OUT的第1個BNC接口與監(jiān)視器的BNC 接口相連接。所述的電動船1船體中間設有器件平臺28，金屬固定盒19、與直流電機23連接的 電機固定支架24、和直流電源27安裝在器件平臺28上，牽引器3的一端固定在絞線輪25 下方的器件平臺28上。電動船1可采用玻璃鋼船。根據(jù)監(jiān)控范圍需要，視距增加罩9內微光攝像機7鏡頭前的視窗13觀察面可大可小，微光攝像機7鏡頭到視窗13觀察面的距離可長可短。視距增加罩9自重要大于水對它的浮力，便于視距增加罩9向下移動定位。水下補償照明光源11設置有多種顏色光源，根據(jù)水質差異利用燈光顏色控制器 12更換光源顏色，利用多種顏色的光源進行水下攝像照明補償，利用光源照明方向控制器 調整燈的照明位置和照射方向，使照明盡量在監(jiān)控范圍內。視距增加罩9內設置的定位平臺，可以有效阻值微光攝像機7滑動。密封蓋板16和蓋板密封墊15、視窗13和密封墊14配合使用，防止水進入視距增 加罩9內。微光攝像機7采用微光增強器和CCD光電成像器件，使其在暗光下感應圖像，利用 自動光圈視頻驅動器改變CCD的積分時間和改變光圈面積，使其光照范圍與微光攝像的動 態(tài)范圍相對應。水上控制系統(tǒng)與水下成像系統(tǒng)相距較遠，且水下成像系統(tǒng)位于水中，利用水上遙 控器，遙控水下控制艙執(zhí)行單片機，控制光學系統(tǒng)的調光調焦、攝像增強器的電源通斷及 選通快門的寬度調節(jié)、照明光源的開關、亮度調節(jié)、燈狀態(tài)的查詢等，實現(xiàn)水上控制系統(tǒng)對 水下成像系統(tǒng)的控制。使用時，對無線影音發(fā)射器和接收器進行調頻對接，使視頻圖像最真實、最清晰， 調整照明燈的照明位置和照射方向，使照明盡量在監(jiān)控范圍內，調整時要把水和空氣折射 問題考慮進去，然后，將電動船1和牽引器3、視距增加罩9和水下補償照明光源11置于水 中，利用承接構件5、連接接口 4和牽引器3，使保護罩與電動船1相連，打開電源開關，利用 遙控器對遙控接收控制器22，發(fā)出升降指令，控制直流電機23升降，控制室內監(jiān)視器能獲 得真實、有效的視頻圖像。利用遙控器對遙控接收控制器22發(fā)出對電動船1的移動指令， 遙控接收控制器22對水下推進器2移動方向控制，向左移動時，起動水下推進器2右邊的 螺旋漿，向右移動時，起動水下推進器2左邊的螺旋漿，向前移動時，同時起動水下推進器2 左右螺旋漿，向后移動時，水下推進器2左右螺旋漿旋轉方向相反，在移動過程中，同時控 制升降電機23，利用遙控器對遙控接收控制器22，發(fā)出對電動變焦鏡頭8變焦指令，水下景 物則由大變小或由小變大，監(jiān)控范圍相應地由小變大或由大變小，遙控器不管怎么調整，監(jiān) 視器始終都能獲得真實、有效的視頻圖像。
權利要求
1.一種游弋式水下視頻直接監(jiān)控系統(tǒng)，它包括電動船(1)、升降牽引裝置、水下微光攝像 裝置、無線信號傳輸裝置、監(jiān)視裝置和組合電纜(17)，水下微光攝像裝置通過升降牽引裝置 與電動船(1)連接，組合電纜(17)與用電設備和信號傳輸設備連接，其特征是所述的水下微 光攝像裝置包括微型電腦(6)，微光攝像機(7)，電動變焦鏡頭(8)，防水燈罩(10)，水下補償 照明光源(11)，燈光顏色控制器(12)和保護罩；保護罩上端通過承接構件5與升降牽引裝置 連接，保護罩下端設有視窗(13)，保護罩的底端周邊的法蘭平臺與防水燈罩(10)連接；水下 補償照明光源(U)、燈光顏色控制器(12)內置于防水燈罩(10)內；所述的微光攝像機(7)安 裝在保護罩內頂部，微光攝像機(7)上端與微型電腦(6)連接，下端與電動變焦鏡頭(8)連接。
2.根據(jù)權利要求1所述的游弋式水下視頻直接監(jiān)控系統(tǒng)，其特征是保護罩包括密封 蓋板(16)，蓋板密封墊(15)，視距增加罩(9)，視窗(13)，和密封墊(14)；密封蓋板(16)、和 蓋板密封墊(15)與視距增加罩(9)的頂端連接，視窗(13)、和密封墊(14)與視距增加罩(9) 的底端連接；密封蓋板(16)上端與承接構件(5)連接。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的游弋式水下視頻直接監(jiān)控系統(tǒng)，其特征是所述的視距 增加罩(9 )內設置的定位平臺，微光攝像機(7 )通過定位平臺安裝在視距增加罩(9 )的罩內 的頂部。
4.根據(jù)權利要求1或2所述的游弋式水下視頻直接監(jiān)控系統(tǒng)，其特征是所述的升降 牽引裝置包括直流電機(23)、絞線輪(25)、牽引器(3)、拉索(26)和連接接口(4)；絞線輪 (25)與直流電機(23)的機軸連接，拉索(26)—端與絞線輪(25)連接；牽引器(3)由多節(jié) 牽引套管組成，相鄰的牽引套管之間軸向滑動連接，徑向定位連接，牽引器(3)的一端固定 在絞線輪(25)的下方；拉索(26)內置于多節(jié)牽引套管的管心內或管身外，牽引器(3)的另一端和拉索(26)的 另一端分別與連接接口(4)的上端連接，連接接口(4)的下向與承接構件(5)連接。
5.根據(jù)權利要求1或2所述的游弋式水下視頻直接監(jiān)控系統(tǒng)，其特征是所述的電動 船(1)船體中間設有器件平臺(28)，金屬固定盒(19)、與直流電機(23)連接的電機固定支 架(24)、和直流電源(27)安裝在器件平臺(28)上，牽引器(3)的一端固定在絞線輪(25)下 方的器件平臺(28)上。
6.根據(jù)權利要求1或2所述的游弋式水下視頻直接監(jiān)控系統(tǒng)，其特征是所述的微光 攝像機(7)采用微光增強器和CCD光電成像器件，采用聚焦在1/3英寸CCD靶面，視場角范 圍30° -115°，鏡頭變焦范圍內，MTF在701p/mm，焦距無級變換。
7.根據(jù)權利要求1或2所述的游弋式水下視頻直接監(jiān)控系統(tǒng)，其特征是所述的監(jiān)視 裝置包括網絡硬盤錄像機和監(jiān)視器組成，網絡硬盤錄像機通過一條規(guī)格為SYV-75-2-1的 BNC轉AV的同軸電纜，將網絡硬盤錄像機的VIDEO IN的第一個BNC接口與無線信號接收機 的AV端子相連接；再用一條規(guī)格為SYV-75-2-1的BNC端子同軸電纜，將VIDEO OUT的第1 個BNC接口與監(jiān)視器的BNC接口相連接。
8.根據(jù)權利要求3所述的游弋式水下視頻直接監(jiān)控系統(tǒng)，其特征是視距增加罩(9)自 重大于水對它的浮力。
9.根據(jù)權利要求5所述的游弋式水下視頻直接監(jiān)控系統(tǒng)，其特征是金屬固定盒(19) 內中間由一金屬隔板分開成兩個密封的空間，兩個密封的空間分別安裝無線影音發(fā)射機 (20)和遙控接收控制器(22)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種游弋式水下視頻直接監(jiān)控系統(tǒng)，屬于攝像領域。它包括電動船、升降牽引裝置、水下微光攝像裝置等，所述的水下微光攝像裝置包括微型電腦(6)，微光攝像機(7)，電動變焦鏡頭(8)，防水燈罩(10)，水下補償照明光源(11)，燈光顏色控制器(12)和保護罩；保護罩上端通過承接構件(5)與升降牽引裝置連接，，保護罩下端設有視窗(13)，保護罩的底端周邊的法蘭平臺與防水燈罩(10)連接；水下補償照明光源(11)、燈光顏色控制器(12)內置于防水燈罩(10)內；所述的微光攝像機(7)安裝在保護罩內頂部，微光攝像機(7)上端與微型電腦(6)連接，下端與電動變焦鏡頭(8)連接。本發(fā)明可以在渾濁水域拍攝到清晰的視頻圖像，系統(tǒng)的控制完全智能化。
文檔編號G03B17/08GK102006464SQ20101056901
公開日2011年4月6日 申請日期2010年12月2日 優(yōu)先權日2010年12月2日
發(fā)明者邱成, 陳俊, 陳博, 陳澤堂, 陳金堂 申請人:江西海豹高科技有限公司