[发明专利]一种深海摄像系统及其控制方法

说明书

本发明公开一种深海摄像系统及其控制方法，所述摄像系统包括俯仰姿态调节机构，液压泵站，定高控制机构和电子舱，俯仰姿态调节机构包括主动姿态调节机构与被动姿态调节机构，被动姿态调节机构安装在主动姿态调节机构的侧翼上，液压泵站和电子舱通过舱体固定架和舱体连接杆固定在框架上。本方案通过被动姿态调节机构与主动姿态调节机构的结合，实现对系统俯仰姿态的主被动调节；通过定高控制机构，实现对系统离底高度的自适应定高控制，极大地提高了系统的作业效率、运动稳定性及数据采集质量。同时结合深海摄像系统控制策略，可根据系统姿态与高度的实时变化，实现对系统稳定性的自适应调节，提高了系统的智能化水平。

技术领域

本发明涉及深海摄像技术领域，具体涉及一种深海摄像系统及其控制方法。

背景技术

海洋约占地球表面积的70％，蕴藏着人类取之不尽的资源和能源，尤其是深海区域，在这里有待开发的海底矿产、待研究的水下生命、待调查的海洋环境以及待部署的国防区域。当前在深海海底探测研究工作中，深海摄像已经成为一种十分重要的手段，作为一种新型地质调查手段，通过深海摄像可以更加直观的观测海床地形地貌，对于海床地貌调查、海底矿产资源普查具有重要作用。

目前的深海摄像系统完全无动力源，主要是通过母船进行拖曳作业。随着深海调查的不断深入，对深海摄像系统的数据质量也提出了更高的要求。受海底洋流及母船升沉运动的影响，深海摄像系统的姿态在作业过程中会不断变化，严重影响了数据采集质量。此外，由于海底地形起伏不定，为了保证系统定高航行，需要不断地通过人为收放绞车，以防止系统受到撞击，这也极大地增加了作业难度。

发明内容

本发明针对现有技术中存在的缺陷，提出一种深海摄像系统及控制方法，通过主被动姿态调节机构的设计，实现对深海摄像系统稳定的姿态调节，提高数据采集质量。

本发明是采用以下的技术方案实现的：一种深海摄像系统，包括框架和电子舱，电子舱通过舱体固定架和舱体连接杆固定在框架上，电子舱中安装有主控板与姿态传感器，框架上还固定安装有高度计，照相机，照明灯，摄像头和深度计，深度计用以实时监控摄像系统的工作深度，高度计实时监控系统的离底高度，深度计和高度计与电子舱相连，以将采集的信号传输至主控板，所述摄像系统还包括俯仰姿态调节机构，俯仰姿态调节机构左右对称安装框架的两侧，包括主动姿态调节机构与被动姿态调节机构；

所述主动姿态调节机构包括侧翼和电机，电机安装在框架上，侧翼的一侧通过连接件21和传动轴与电机的输出轴相连，在电机驱动下带动侧翼旋转，实现主动姿态调节；

所述被动姿态调节机构安装于主动姿态调节机构侧翼本体上开设的安装槽内，包括下俯襟翼、上仰襟翼、滑轨、滑块、支撑杆和连杆，下俯襟翼和上仰襟翼相对安装在安装槽的两侧，且下俯襟翼和上仰襟翼通过支撑杆与侧翼铰接连接，下俯襟翼和上仰襟翼围绕铰接点转动；所述滑轨通过支撑杆固定在安装槽内，滑块套设在滑轨上并沿其滑动；滑轨位于下俯襟翼和上仰襟翼之间，下俯襟翼和上仰襟翼通过连杆与滑块铰接连接，随深海摄像系统俯仰姿态的变化，滑块在重力作用下沿滑轨的左右滑动，通过连杆带动下俯襟翼与上仰襟翼旋转，基于下俯襟翼和上仰襟翼产生的力矩实现被动姿态调节。

进一步的，所述框架上还安装有液压泵站和定高控制机构，定高控制机构包括由液压泵站控制翼型的可变翼，可变翼安装在框架的两侧，与侧翼共同保持摄像系统平衡及稳定；

所述可变翼包括上油囊，翼板和下油囊，上油囊和下油囊固定安装在翼板上。

进一步的，所述上油囊的上表面外形与下油囊的下表面外形均采用NACA0012翼型曲线，上油囊的下表面外形与下油囊的上表面外形均为平面。

进一步的，所述侧翼与电机之间还连接有连接件和联轴器，连接件固定安装在侧翼下方，连接件与传动轴相连，传动轴通过联轴器与电机的输出轴相连。

进一步的，所述滑轨的底部两端设有用以限制滑块的滑动范围的限位凸起。