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ROV設(shè)計(jì)之?dāng)z像機(jī)

2022-05-23 11:53 作者:匯海四方  | 我要投稿

沒(méi)有一個(gè)水下潛器是通用的,也沒(méi)有一個(gè)水下觀察系統(tǒng)是最好的。根據(jù)不同的應(yīng)用,一種觀察或者檢測(cè)技術(shù)總是會(huì)超過(guò)其他另一種的。低光亮度的電視系統(tǒng)能提供遠(yuǎn)距離的觀察而顏色則可以提供對(duì)比,但是需要高亮度照明,這會(huì)帶來(lái)高后向散射,然而攝像頭可以達(dá)到很高的分辨率。因此,大型的系統(tǒng)通常會(huì)結(jié)合多種類型的水下觀察和存檔子系統(tǒng),小一點(diǎn)的潛器會(huì)搭載他們所能搭載的,但必須是和工作任務(wù)相匹配的。

對(duì)攝像頭的位置和運(yùn)動(dòng)能力的要求是非??量痰?。主攝像頭應(yīng)該具備運(yùn)動(dòng)能力,旋轉(zhuǎn)平臺(tái)和傾斜平臺(tái)可以讓鏡頭對(duì)準(zhǔn)期望的方向。操作人員的相機(jī)除了有工作區(qū)域的全視角外,包括機(jī)械臂所能到達(dá)的區(qū)域,還應(yīng)該具有在前進(jìn)方向上的全視角以免撞擊障礙物。此外,攝像機(jī)還應(yīng)該具有疊加視角的功能,這樣可以將他作為備份系統(tǒng)來(lái)使用,同時(shí)需要ROV具備攝像頭從尾部觀察臍帶纜,有無(wú)破損,污染和檢查ROV自身是否有問(wèn)題的能力。瞄準(zhǔn)攝像機(jī)需要你知道攝像機(jī)指向了哪里,最好的顯示云臺(tái)信息的方法是將他疊加在TV顯示屏上的照片上,這樣觀看者就不需要把視線從照片上挪開(kāi)了。

????ROV的導(dǎo)航系統(tǒng)的重要組成部分包括實(shí)時(shí)的觀看潛器正在往哪里走。攝像頭和人類視野一樣,在低亮度條件下缺乏敏感度,除非使用立體相機(jī)系統(tǒng),但是深度信息是沒(méi)法獲取的。因此,在完成復(fù)雜任務(wù)時(shí),是會(huì)強(qiáng)制要求具備雙視角攝影系統(tǒng)的。

現(xiàn)代ROV系統(tǒng)具有搭載10臺(tái)以上攝像頭的能力,并且有5臺(tái)或者更多可以同時(shí)工作。隨著像聚集技術(shù)的光纖視頻和數(shù)據(jù)多路復(fù)用器的出現(xiàn),多達(dá)8路未壓縮的視頻通道和15個(gè)雙向數(shù)據(jù)通道可以在單模光纖纜上進(jìn)行傳輸。ROV臍帶纜可以搭載多達(dá)12路光纖,但有幾路是在有破損的時(shí)候作為備用的。

閉路電視或者攝影系統(tǒng),不像電影類型的攝像器材,可以提供實(shí)時(shí)的反饋和記錄給操作者—這對(duì)直接操控者來(lái)說(shuō)非常重要。盡管在硬拷貝的圖像里獲得的圖像沒(méi)有高分辨率,操作者也會(huì)感到很溫暖因?yàn)樗梢圆挥脫?dān)心在調(diào)查結(jié)束返回后發(fā)現(xiàn)因?yàn)閿z像機(jī)的問(wèn)題而沒(méi)有記錄被調(diào)查的物體。新的幀抓取技術(shù)可以給操作員一個(gè)視頻圖像的硬拷貝,盡管它的分辨率比其他技術(shù)要低。

通常使用的攝像頭包括:Silicon Intensified Target (SIT), Silicon Diode Array (SDA), and Charge Coupled Device (CCD).?微光相機(jī)(LLL),?它的照明水平比傳統(tǒng)的電子管或CCD相機(jī)低數(shù)百倍甚至數(shù)千倍,在水下環(huán)境中使用了超過(guò)25年,最常用的是它。新的圖像增強(qiáng)器具有升級(jí)的功能,現(xiàn)在可以用于ICCD(強(qiáng)化CCD)組件,并且很有可能成為未來(lái)的傳感器。這些增強(qiáng)器可以顯著改善低光性能,并提供更大的光譜響應(yīng)。

微光相機(jī)有很多優(yōu)點(diǎn).在許多電視系統(tǒng)中電力預(yù)算照明是非常重要的項(xiàng)目,而微光相機(jī)可以顯著的減少電力預(yù)算。特別是對(duì)考慮使用電池供電的系統(tǒng)來(lái)說(shuō)非常重要,同樣可以顯著減小使用電纜的尺寸和重量。因此微光相機(jī)可以顯著減小尺寸,重量和功耗并且可以改進(jìn)系統(tǒng)的可靠性,穩(wěn)定性和可重復(fù)性。

把微光相機(jī)集成到計(jì)算機(jī)里只是時(shí)間問(wèn)題,?Insite?系統(tǒng)公司的?Gemini攝像頭?(如下圖),?已經(jīng)通過(guò)使用機(jī)載微處理器,使用戶能夠控制幾乎所有的相機(jī)內(nèi)部設(shè)置,從而在任何照明條件下優(yōu)化性能,從而在計(jì)算機(jī)和表面安裝技術(shù)方面取得了進(jìn)展。操作者可以快速調(diào)整視頻級(jí)別,高分辨率補(bǔ)償,AGC,虹膜設(shè)置,或者恢復(fù)出廠設(shè)置。錯(cuò)誤診斷可以通過(guò)內(nèi)置的監(jiān)控系統(tǒng)來(lái)完成,這個(gè)監(jiān)控系統(tǒng)可以通過(guò)貓連接到工廠,從而進(jìn)行在線診斷協(xié)助。顯然。這個(gè)技術(shù)已經(jīng)把相機(jī)推向計(jì)算機(jī)時(shí)代。

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????DeepSea Power and Light (DSPL)公司,?除了他們的水下燈光外,還提供水下影像方案和出色的相機(jī)產(chǎn)品。The miniature Multi-SeaCam (如下圖),它被設(shè)計(jì)成一款廉價(jià)的,小巧的,定焦的,單色或者彩色的6000米耐壓攝像頭。ROV操作者發(fā)現(xiàn)?miniature相機(jī)特別適用于安裝在機(jī)械臂或者臍帶纜監(jiān)測(cè).作為機(jī)械臂攝像頭的另一個(gè)好處是藍(lán)寶石接口,它幾乎不受抓繞影響,除了寶石外,在機(jī)械臂的高沖擊環(huán)境下也能保持很好的狀態(tài)。

無(wú)論選擇何種相機(jī),比如油氣行業(yè)喜歡使用Bowtech的相機(jī),現(xiàn)代先進(jìn)的設(shè)計(jì)都會(huì)讓緊湊高效的系統(tǒng)擁有卓越的產(chǎn)品終端。


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