[实用新型]一种基于运动感知的非接触式水下偏振相机

说明书

一种基于运动感知的非接触式水下偏振相机，由单反相机、相机外接数据端口、控制电路、密封壳和LCVR检偏光路组成；单反相机在相机原有功能基础上，将其电源开关、对焦开关、快门按钮和电池正负极等信号线通过引线方式从其内部通过外接数据端口引出；控制电路以单片机为主控制器实现对相机电源开关、对焦开关、快门按钮、LCVR检偏光路的控制，数据通信功能通过外接数据端口实现；密封壳用于对单反相机和控制电路进行密封处理，完成防水功能；相机外接数据端口和控制电路外接数据端口用于完成单反相机和控制电路之间的数据通信；LCVR检偏光路通过单片机对其进行电压控制，实现对检偏方向的快速调制。本实用新型集成度高、实用性强。

技术领域

本实用新型涉及一种偏振相机，特别是一种可用于水下工作的非接触式运动感知偏振相机，可应用于水下导航、目标探测等领域。

背景技术

随着科学技术的发展，人类对光的偏振现象有了越来越深的认识，生物学家通过分析昆虫的生理行为学，发现了沙蚁、蜜蜂、蟋蟀等昆虫可利用天空的偏振光辨别自身体轴与太阳子午线的夹角，进而完成觅食、归巢、迁徙等行为。遥感学家通过对物体表面的偏振特性进行研究，发现不同的物质表面的偏振特性各有差异，物体及天空的偏振信息蕴含着丰富的信息，不仅可用来进行目标识别也可用来导航。而如何利用偏振特性实现水下目标的探测识别与导航是一个重要难题。

水下偏振相机就是用来测量水下偏振特性的设备，不仅可测量水下大气偏振模式用于水下舰船的导航，也可测量水下物体的偏振态用于目标识别。

目前，解决相机水下拍摄问题主要有三种方案：专用相机防水外壳、防水相机、通用防水罩。专用相机防水外壳是针对特定型号相机量身设计制作的，防水效果较好、操作方便，但是价格较贵且不具有通用性。防水相机的售价虽然较专用相机防水外壳的售价便宜，但是对水下使用深度和使用时长有严格的限制。通用防水罩虽然价格低廉，但是由于不是针对相机量身订做的，因此会有相机容易滑动、隔着防水罩操作困难、容易误触发误操作、镜头碰到防水罩自动关机等情况发生。并且现有的偏振成像系统是基于机械旋转的偏振片式类型，只能对线偏振光进行探测，并且需要通过机械旋转装置来实现其偏振器件对入射光偏振态的调制，要求相机和旋转器件具有同步性，这种系统对入射光偏振态的调制精度不够高、帧频速度较低，系统的可靠性不高，并且体积较大。

综上所述，传统的水下相机无法完成水下偏振信息的检测，而市场上目前水下还未有集成偏振检测的专用水下相机，因此设计具有偏振检测功能的水下偏振相机具有重要研究价值。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题：克服专用相机防水外壳、防水相机、通用防水罩不能兼顾防水性能、操作性、可靠性，无法完成偏振检测功能等多方面因素的缺点，克服现有偏振探测设备体积大、探测速度慢、检偏精度不高等不足，本实用新型提供了一种基于运动感知的非接触式水下偏振相机。

本实用新型的技术解决方案是：一种基于运动感知的非接触式水下偏振相机，该偏振相机可通过非接触式运动感知方式实现对水下偏振的探测，该偏振相机由单反相机、控制电路、密封壳、单反相机外接数据端口、控制电路外接数据端口和LCVR(液晶相位可变延迟器，liquid crystal variable retarder)检偏光路组成；单反相机在相机原有功能基础上，将相机的电源开关、对焦开关、快门按钮和电池正负极通过外部引线的方法从其内部通过单反相机外接数据端口引出；控制电路以智能器件(如数字信号处理器、可编程逻辑控制器等智能器件)为主控制器，双轴加速度传感器为敏感元件实现对相机电源开关、对焦开关和快门按钮的控制，控制电路与其上的控制电路外接数据端口通过焊接方式相连，实现与单反相机的数据通信；单反相机、控制电路、单反相机外接数据端口和控制电路外接数据端口置于密封壳盖和密封壳所形成的空间内，密封壳盖和密封壳用于对单反相机、控制电路、单反相机外接数据端口和控制电路外接数据端口进行密封处理，实现防水功能；单反相机外接数据端口和控制电路外接数据端口通过接插件相互连接，用于完成单反相机和控制电路之间的数据通信；LCVR检偏光路通过单片机对其进行电压控制，实现对检偏方向的快速调制。