專利名稱：一種深海視頻探測(cè)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于深海圖像和視頻采集領(lǐng)域，具體涉及一種基于萬(wàn)米鎧 裝光纖拖纜進(jìn)行數(shù)據(jù)和能源混合傳輸技術(shù)的深海視頻探測(cè)裝置。
背景技術(shù)：
目前，全世界開始進(jìn)入有規(guī)模地開發(fā)利用海洋的新世紀(jì)，誰(shuí)能掌握海 洋領(lǐng)域，誰(shuí)就會(huì)在未來(lái)的資源爭(zhēng)奪中處于主動(dòng)地位。以獲取海底圖像或視 頻數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)的海底探測(cè)技術(shù)，無(wú)論是對(duì)海洋科學(xué)研究，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)海洋環(huán) 境保護(hù)，還是對(duì)海底資源勘探與開發(fā)，都是至關(guān)重要的。深海視頻探測(cè)系 統(tǒng)使海洋科考人員能夠?qū)５孜⒌匦?、地貌和地質(zhì)特征進(jìn)行直接的觀察， 配合其他海底勘査裝備(如水下定位、采樣設(shè)備)還可實(shí)現(xiàn)通過(guò)圖像目視 觀察探測(cè)對(duì)象的定點(diǎn)探測(cè)和采樣，從而大大提高海底地質(zhì)勘査的能力和效 果。在深海探測(cè)領(lǐng)域，由于深海視頻探測(cè)系統(tǒng)長(zhǎng)時(shí)間處于水下環(huán)境，所以 面臨著深海高壓、瞬時(shí)沖擊、深海浪涌、局部高溫、可控性差等嚴(yán)重問(wèn)題， 同時(shí)由于海底多路攝像頭的視頻數(shù)據(jù)量巨大、攝像頭燈的功耗也非常大， 所以要求視頻傳輸介質(zhì)具有長(zhǎng)距離、高帶寬、可混合能源傳輸?shù)奶攸c(diǎn)。
RS232、RS485和CAN總線等傳輸方式的傳輸距離和傳輸速率無(wú)法同時(shí)滿足深 海視頻探測(cè)系統(tǒng)的需求。水聲無(wú)線通信的傳輸速率非常低(幾kbps數(shù)量級(jí))， 所以也無(wú)法滿足視頻傳輸需求。電纜模擬傳輸對(duì)視頻信號(hào)中的高頻分量衰 減嚴(yán)重，視頻傳輸質(zhì)量難以保證，并且控制等信息的傳輸會(huì)對(duì)視頻信號(hào)的 傳輸產(chǎn)生嚴(yán)重干擾。電纜數(shù)字基帶傳輸由于不經(jīng)過(guò)信號(hào)調(diào)制，如果沒(méi)有中 繼器，信號(hào)難以傳輸較遠(yuǎn)的距離。電纜數(shù)字調(diào)頻傳輸可以進(jìn)行遠(yuǎn)距離傳輸， 但傳輸速率較低，誤碼率很高，無(wú)法滿足大數(shù)據(jù)率的視頻信號(hào)實(shí)時(shí)傳輸要 求。而光纖比電纜更加適合于大容量、遠(yuǎn)距離的高質(zhì)量視頻傳輸，但是光 纖受力易彎折，而一旦彎折極易產(chǎn)生損耗進(jìn)而導(dǎo)致傳輸性能大幅下降。而 萬(wàn)米鎧裝光纖拖纜作為特殊定制的拖纜，可以克服上述缺陷。 發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的就是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種基于萬(wàn)米鎧裝 光纖拖纜的深海視頻探測(cè)裝置，以滿足深海探測(cè)實(shí)時(shí)可視化的需求。
本實(shí)用新型的深海視頻探測(cè)裝置包括甲板集成化監(jiān)控平臺(tái)、混合接收 光端機(jī)、萬(wàn)米鎧裝光纖拖纜、混合發(fā)送光端機(jī)、水下攝像頭、水下嵌入式 測(cè)控系統(tǒng)。
甲板集成化監(jiān)控平臺(tái)配置多路視頻采集卡，視頻采集卡的視頻輸入接 口與混合接收光端機(jī)的視頻輸出接口相連接，甲板集成化監(jiān)控平臺(tái)的三相 電源與混合接收光端機(jī)的電源接口相連接，混合接收光端機(jī)與萬(wàn)米鎧裝光纖拖纜連接實(shí)現(xiàn)甲板平臺(tái)與水下系統(tǒng)的交互?；旌习l(fā)送光端機(jī)的視頻輸入 接口與水下攝像頭的視頻輸出接口相連接，混合發(fā)送光端機(jī)的電源接口與 水下嵌入式測(cè)控中心相連接，水下嵌入式測(cè)控中心與水下攝像頭連接，提 供水下嵌入式測(cè)控中心和水下攝像頭的電能。
本實(shí)用新型中的甲板集成化監(jiān)控平臺(tái)、水下攝像頭和水下嵌入式測(cè)控 系統(tǒng)采用目前深海圖像和視頻采集中的現(xiàn)有的成熟技術(shù)。而混合接收光端 機(jī)、混合發(fā)送光端機(jī)和萬(wàn)米鎧裝光纖拖纜采用現(xiàn)有的成熟設(shè)備。
本實(shí)用新型采用的萬(wàn)米鎧裝光纖拖纜不僅具備普通鋼纜的牽引拖曳功 能，雙層鎧裝內(nèi)部包裹的四根單模光纖具有傳輸大數(shù)據(jù)率的功能，同時(shí)雙 層鎧裝內(nèi)部包裹的還有可以傳輸電能的電源線，因此適合依靠拖纜進(jìn)行牽 引、拖曳和數(shù)據(jù)傳輸?shù)纳詈？瓶荚O(shè)備。本實(shí)用新型可以實(shí)現(xiàn)對(duì)海底各種地 形、地貌、地質(zhì)和構(gòu)造現(xiàn)象的精確觀測(cè)，利用光纖傳輸速率大的特點(diǎn)可以 傳輸多路水下視頻。利用萬(wàn)米鎧裝光纖混合傳輸電能的特點(diǎn)可以實(shí)現(xiàn)水下 嵌入式系統(tǒng)無(wú)電池工作，從而獲得寶貴的視覺(jué)信息，獲得更佳的探測(cè)效率。

圖l為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式

一種基于萬(wàn)米鎧裝光纖拖纜的深海視頻探測(cè)裝置包括甲板集成化監(jiān)控
平臺(tái)l、混合接收光端機(jī)2、萬(wàn)米鎧裝光纖拖纜3、混合發(fā)送光端機(jī)4、水 下攝像頭5、水下嵌入式測(cè)控系統(tǒng)6。
甲板集成化監(jiān)控平臺(tái)l配置多路視頻采集卡，視頻采集卡的視頻輸入接 口與混合接收光端機(jī)2的視頻輸出接口相連接，甲板集成化監(jiān)控平臺(tái)的三相 電源與混合接收光端機(jī)2的電源接口相連接，混合接收光端機(jī)2與萬(wàn)米鎧裝 光纖拖纜3連接實(shí)現(xiàn)甲板平臺(tái)與水下系統(tǒng)的交互?；旌习l(fā)送光端機(jī)4的視頻 輸入接口與水下攝像頭5的視頻輸出接口相連接，混合發(fā)送光端機(jī)4的電源 接口與水下嵌入式測(cè)控中心6相連接，水下嵌入式測(cè)控中心6與水下攝像頭5 連接，提供水下嵌入式測(cè)控中心6和水下攝像頭5的電能。水下嵌入式測(cè)控 中心6控制水下攝像頭5以及其他傳感裝置。
本實(shí)用新型中萬(wàn)米鎧裝光纖拖纜的技術(shù)參數(shù)如下
直徑 0.835英寸(2. 12厘米)
光纜 4根單模光纖9/125to
電源線 3對(duì)
鎧裝方式 2層鋼繞線
空氣中的重量 0.9391 b/ft (1.40kg/m) 水中的重量 0.7041 b/ft (1.05kg/m) 斷裂強(qiáng)度225認(rèn) 安全工作負(fù)荷80 KN 存儲(chǔ)中最小彎曲直徑36.2英寸(92厘米)安全工作中最小彎曲直徑55.1英寸(140.0厘米)
HV測(cè)試， 一分鐘，導(dǎo)線對(duì)導(dǎo)線17000 VDC
HV測(cè)試， 一分鐘，導(dǎo)線對(duì)外殼11000 VDC
直流阻抗0.0026 ohm/ft (0.0085 ohms/m)最大
光纜衰減小于O. 18 dB/Kft (0.6 dB/Km)@1300 nm 小于0.12 dB/Kft (0.4 dB/Km)@1550 nm
由于深海光纜在使用上要求對(duì)環(huán)境產(chǎn)生的危害具有良好的保護(hù)，以防 止生物侵害、抗磨損、防侵蝕和防船舶傷害，而萬(wàn)米鎧裝光纖拖纜保證了 在光纜的設(shè)計(jì)壽命期內(nèi)抗水壓、水縱向侵入、化學(xué)侵蝕和氫氣的影響。萬(wàn) 米鎧裝光纖拖纜外層是兩層鞘甲，里面包裹著三種4根傳輸視頻信號(hào)的 單模光纖、3對(duì)傳輸電能的銅纜和6根彈性塑料體。纖芯周圍用高強(qiáng)度的 鋼絲繞包，在繞包過(guò)程中要把所有的縫隙都用防水材料填滿，再在鋼絲周 圍繞包一層銅帶并焊接搭縫，使鋼絲和銅管形成一個(gè)抗壓和抗拉的聯(lián)合體; 銅纜用來(lái)進(jìn)行甲板電能傳輸，周圍包裹的是高密度聚乙烯外皮；彈性塑料 體主要是為了保護(hù)光纖，防止斷裂。光纖連接器的密封采用的是橡膠密封 圈和環(huán)氧膠密封，要求在光纜連接時(shí)，能夠保持原有光纖的強(qiáng)度和原有光 纖的表面不受損傷，同時(shí)要求光纖連接器能夠在4Km水深安全工作。萬(wàn)米 鎧裝光纖拖纜的這種強(qiáng)保護(hù)結(jié)構(gòu)可以保護(hù)光纖、防止斷裂以及防止海水的 侵入，同時(shí)也增加拖纜可以承受的張力和壓力。
該深海視頻探測(cè)裝置利用萬(wàn)米鎧裝光纖拖纜將深海視頻數(shù)據(jù)傳輸至甲 板集成化監(jiān)控平臺(tái)，水下嵌入式測(cè)控中心和攝像燈的電源也由萬(wàn)米鎧裝光 纖拖纜從甲板進(jìn)行傳遞。該深海視頻探測(cè)裝置利用多路水下攝像頭對(duì)深海 視頻信息進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，利用混合光端機(jī)對(duì)視頻進(jìn)行編碼、傳輸，混合光 端機(jī)同時(shí)也對(duì)視頻數(shù)據(jù)和電源進(jìn)行混合或分離處理。
權(quán)利要求1、一種深海視頻探測(cè)裝置，包括甲板集成化監(jiān)控平臺(tái)、混合接收光端機(jī)、萬(wàn)米鎧裝光纖拖纜、混合發(fā)送光端機(jī)、水下攝像頭、水下嵌入式測(cè)控系統(tǒng)，其特征在于甲板集成化監(jiān)控平臺(tái)配置多路視頻采集卡，視頻采集卡的視頻輸入接口與混合接收光端機(jī)的視頻輸出接口相連接，甲板集成化監(jiān)控平臺(tái)的三相電源與混合接收光端機(jī)的電源接口相連接，混合接收光端機(jī)與萬(wàn)米鎧裝光纖拖纜連接；混合發(fā)送光端機(jī)的視頻輸入接口與水下攝像頭的視頻輸出接口相連接，混合發(fā)送光端機(jī)的電源接口與水下嵌入式測(cè)控中心相連接，水下嵌入式測(cè)控中心與水下攝像頭連接。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種深海視頻探測(cè)裝置。目前裝置無(wú)法滿足大數(shù)據(jù)率的視頻信號(hào)實(shí)時(shí)傳輸要求。本實(shí)用新型中甲板集成化監(jiān)控平臺(tái)配置多路視頻采集卡，視頻采集卡的視頻輸入接口與混合接收光端機(jī)的視頻輸出接口相連接，甲板集成化監(jiān)控平臺(tái)的三相電源與混合接收光端機(jī)的電源接口相連接，混合接收光端機(jī)與萬(wàn)米鎧裝光纖拖纜連接；混合發(fā)送光端機(jī)的視頻輸入接口與水下攝像頭的視頻輸出接口相連接，混合發(fā)送光端機(jī)的電源接口與水下嵌入式測(cè)控中心相連接，水下嵌入式測(cè)控中心與水下攝像頭連接。本實(shí)用新型可以實(shí)現(xiàn)對(duì)海底各種地形、地貌、地質(zhì)和構(gòu)造現(xiàn)象的精確觀測(cè)，獲得更佳的探測(cè)效率。
文檔編號(hào)H04N7/18GK201243366SQ20082012203
公開日2009年5月20日 申請(qǐng)日期2008年7月29日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月29日
發(fā)明者于海濱, 劉敬彪, 蔡文郁 申請(qǐng)人:杭州電子科技大學(xué)