姓名:張志彪? ? ? ? ? ? 學(xué)號:16050120102
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【嵌牛導(dǎo)讀】整個地球上海洋的面積占地球面積的百分之七十撰茎，其面積遠遠超過陸地面積可训。一個人在世界上是渺小的，如陸地上的一粒沙苹享，如海洋里的一滴水旁赊，但人類不甘于渺小，他們要憑借自己的力量了解陸地峰锁，海洋艇潭，甚至地球。人們運用自己的頭腦來探索地球的奧秘裆泳。下面介紹一個探索海洋的用具----海底成像系統(tǒng)叹洲。
【嵌牛鼻子】測繪科技? ? 光學(xué)系統(tǒng)? ? 機械結(jié)構(gòu)? ? ? 機械密封
【嵌牛提問】海底成像系統(tǒng)的工作原理是什么？它的發(fā)展前景怎么樣工禾？有什么特點运提？
【嵌牛正文】海底成像系統(tǒng)是指在海底環(huán)境下，進行圖像檢測并將檢測到的圖像呈現(xiàn)出來的系統(tǒng)闻葵。海底成像系統(tǒng)系統(tǒng)主要有光學(xué)系統(tǒng)和機械結(jié)構(gòu)系統(tǒng)組成民泵。成像系統(tǒng)的主要設(shè)計思路主要是對體型、質(zhì)量槽畔、品質(zhì)的要求栈妆，實現(xiàn)成像系統(tǒng)的設(shè)計理念。使起達到輕便厢钧、小巧鳞尔、設(shè)計嚴(yán)密等特點。
? ? ? 上世紀(jì)四五十年代以來早直，國外水下激光成像技術(shù)的發(fā)展主要體現(xiàn)在改善了傳統(tǒng)攝像機的透鏡寥假、彩色平衡濾光片、壓力孔霞扬，此外糕韧，高分辨率攝像機的問世也大大改進了此項技術(shù)。在這一階段當(dāng)中喻圃，水下所拍攝的相片質(zhì)量往往不高萤彩，因此，水的物理性質(zhì)所造成的影響成為了水下激光成像的研究重點级及。
美國在水下激光成像系統(tǒng)的研究開始于幾十年前乒疏，考慮到保密的因素，并沒有相關(guān)報道饮焦，目前怕吴，國外已有多款型號的水下激光成像系統(tǒng)問世，主要應(yīng)用于海下攝像和探測等方面县踢。此類系統(tǒng)還可被布設(shè)在船只以及艦艇下面转绷，用來捕捉水下的二維圖像。當(dāng)船只航行時硼啤，海底的二維圖像就會由系統(tǒng)成現(xiàn)议经，水下激光成像和探測距離可達4個衰減長度，系統(tǒng)所成圖像的清晰度和分辨率都很高。另外煞肾，有國外開發(fā)研制的具有快速旋轉(zhuǎn)特性的棱鏡控制激光技術(shù)系統(tǒng)咧织，在軍用潛艇上已有裝配。
? ? ? ? 最近幾年籍救，國內(nèi)各研究部門也對水下成像技術(shù)提高重視习绢。某大學(xué)正在研發(fā)一種選通型水下成像器件，主要運用于對水下目標(biāo)的觀測與研究蝙昙，選擇使用了國內(nèi)某型號高性能激光增強設(shè)備闪萄，研制開發(fā)完成后，應(yīng)該會對國內(nèi)水下成像系統(tǒng)的應(yīng)用水平起到一定的推動和指導(dǎo)奇颠。
? ? ? ? 首先败去，選用比較狹窄的激光來發(fā)送并接受，在掃描裝置與物體之間所在的區(qū)域進行掃描烈拒，這樣可以將掃描空間進行分離圆裕。激光器不間斷的發(fā)送連續(xù)的光源，達到掃描整個視場的目的缺菌。此時葫辐，光路回收器接受往返光束，并且也起到掃描的作用伴郁。其中耿战，接收器只負(fù)責(zé)接受重疊部分所產(chǎn)生的往返光束，其余的光束都不接受焊傅，這樣就形成了很大的視場角剂陡，使得光束的后向背景散射光束盡可能少的被接收器接受。隨著光源發(fā)射角度的調(diào)整狐胎，往返光束的交角也隨之變化鸭栖，這樣使得成像距離變得可控。水下激光成像系統(tǒng)原理圖如圖所示握巢。
? ? ? ? 在一定程度上晕鹊，激光雷達原理與水下成像系統(tǒng)原理有類似之處。激光器發(fā)射脈沖光束暴浦，激光通過在水介質(zhì)對水下目標(biāo)進行圖像采集溅话，接收器接受反向光束后成像。在水介質(zhì)中歌焦，光的能量杯削減飞几，受到各種因素干擾后，嚴(yán)重的影響了成像系統(tǒng)的成像質(zhì)量和探測距離独撇。
? ? ? ? 作為一個成像系統(tǒng)的絕對核心部件屑墨，CCD通過光電轉(zhuǎn)化把我們所眼見大千世界轉(zhuǎn)化成電信號躁锁，進而轉(zhuǎn)換為能夠輸入微機的二進制數(shù)字信號。CCD(電荷藕合攝像器件)圖像傳感器具有較高的解析度卵史，并且它具有較低的噪聲產(chǎn)出战转，高敏感度以及體型小的特點是其適合各種系統(tǒng)的配備，動態(tài)廣程腹，重量輕等優(yōu)點在航天成像方面也具有相當(dāng)獨特的優(yōu)勢特點匣吊，所以CCD光電藕合器件比較適合水下成像系統(tǒng)的特性。CCD器件基本工作原理與金屬硅的特性以及電容的物理特質(zhì)相關(guān)寸潦。光信號沖擊在CCD面板上，在半導(dǎo)體器件中產(chǎn)生光電轉(zhuǎn)化社痛，然后通過脈沖驅(qū)動见转，產(chǎn)生電信號，隨著各時序的驅(qū)動蒜哀，從而產(chǎn)生了數(shù)字信息和圖像信息斩箫。
? ? ? ? 在空氣環(huán)境中的密封系統(tǒng)與水下環(huán)境中的密封系統(tǒng)有很大的區(qū)別，水下環(huán)境惡劣撵儿，而且各項要求也非常嚴(yán)格乘客。
①在水下環(huán)境中，對于整個系統(tǒng)的安全指標(biāo)要求很高淀歇，最重要的就是要絕對防止水的進入易核，如果不慎有水進入，不但使整個系統(tǒng)癱瘓浪默，甚至?xí)?dǎo)致系統(tǒng)各部件受損牡直。
②由于水介質(zhì)中的壓力的存在，所以對整個系統(tǒng)的體型以及重量的要求會更加嚴(yán)格纳决，只有體型足夠小碰逸，重量足夠輕的系統(tǒng)參數(shù)，才能滿足水下環(huán)境的要求阔加，所以系統(tǒng)對重量比的要求格外嚴(yán)格饵史。
③因為整個系統(tǒng)是在水中，水介質(zhì)中含有很多微生物胜榔，而且水的成分十分復(fù)雜胳喷，這樣就要求密封材料要有很強的耐腐蝕性，而且系統(tǒng)內(nèi)部也有金屬器件苗分，所以既要滿足內(nèi)部耐腐蝕環(huán)境也要滿足外部水環(huán)境的要求厌蔽。
④水下環(huán)境不同于空氣中，水的壓強過大摔癣，如果密封材料抗壓能力不足奴饮，系統(tǒng)極容易損壞纬向，由于工作深度的不同，材料要滿足內(nèi)部和外部的雙重壓力戴卜，所以要求較高逾条。
對于防止水的滲入采取以下措施:
(1)對系統(tǒng)端面采取盡量嚴(yán)密的靜密封。
(2)在水與系統(tǒng)接觸的位置上布置O形密封圈投剥，能夠有效的達到密封效果师脂。
(3)對于復(fù)雜的水下系統(tǒng)，可以假設(shè)一個密封箱作為分離海水的有效屏障江锨。
