(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210363544.9 (22)申请日 2022.04.08 (71)申请人 海南省海 洋与渔业科 学院 地址 571126 海南省海口市美兰区白驹大 道12号 (72)发明人 吴钟解　周智　李元超　陈石泉　 沈捷　蔡泽富　贾舒雯　王义　 王道儒　 (74)专利代理 机构 重庆一叶知秋专利代理事务 所(普通合伙) 50277 专利代理师 刘洪雨 (51)Int.Cl. H04N 17/00(2006.01) H04N 5/232(2006.01) H04N 5/225(2006.01)F16F 15/067(2006.01) G01S 15/86(2020.01) G06K 9/62(2022.01) G06T 5/00(2006.01) G06T 5/40(2006.01) G06T 5/50(2006.01) (54)发明名称 一种海底监控成像系统及方法 (57)摘要 本发明涉及监控成像技术领域， 具体涉及一 种可以实时自动检测水下摄像机当前抖动幅度 的海底监控成像系统， 包括在防水密封壳和水下 摄像机之间设置的稳定结构， 所述稳定结构包括 水下摄像机安装座、 套设在水下摄像机安装座外 周的安装环和沿安装环周向均布的多个连接块， 所述稳定 结构还包括弹簧， 所述弹簧的一端与连 接块固定， 在防水密封壳的内壁与所述弹簧等数 量的设置有压力传感器， 所述压力传感器， 用于 采集弹簧施予其的压力数据， 所述嵌入式计算机 系统， 用于根据压力数据计算出弹簧周期性的压 缩和伸长长度， 以此分析出水下摄像机的当前抖 动幅度。 本发 明还提供了一种基于海底监控成像 系统的海底监控成像方法。 权利要求书2页 说明书5页 附图1页 CN 114760462 A 2022.07.15 CN 114760462 A 1.一种海底监控成像系统， 包括水下机器人， 所述水下机器人包括防水密封 壳、 位于防 水密封壳内部的水下摄像机、 辅助照明设备和嵌入式计算机系统， 在所述防水密封壳和水 下摄像机之间设有稳定结构， 所述稳定结构包括水下摄像机安装座、 套设在水下摄像机安 装座外周的安装环和沿安装环周向均 布的多个连接块， 所述连接块的内侧面具有与所述水 下摄像机安装座外壁 曲度一致的曲面， 所述稳定结构还包括弹簧， 所述弹簧的一端与连接 块固定， 其特征在于： 在防水密封壳的内壁与所述弹簧等数量的设置有压力 传感器， 所述 弹 簧的另一端与所述压力传感器固定连接， 所述压力传感器与所述嵌入式计算机系统电连 接， 所述压力传感器， 用于采集弹簧施予其的压力数据， 所述嵌入式计算机系统， 用于接收 采集的压力数据， 并根据压力数据计算出弹簧周期性的压缩和伸长长度， 以此分析出水下 摄像机的当前 抖动幅度。 2.根据权利要求1所述的海底监控成像系统， 其特征在于： 在所述防水密封 壳内部还设 有通信模块， 所述嵌入式计算机系统与通信模块电连接， 还包括地面监控平台， 所述通信模 块， 用于与地面监控平台通信， 在地面监控平台存储有抖动幅度阈值， 所述地面监控平台， 用于接收水下摄像机的当前抖动幅度， 并判断当前抖动幅度是否大于抖动幅度阈值， 若是， 则向嵌入式计算机系统发出停止拍摄信号， 嵌入式计算机系统接 收到停止拍摄信号后， 用 于自动关闭水 下摄像机。 3.根据权利要求1所述的海底监控成像系统， 其特征在于： 在防水密封壳内部与水下摄 像机并列设置的还有二维声纳设备， 所述二维声纳设备， 用于发出声纳探测水下目标并获 取声纳图像， 所述嵌入式计算机系统包括图像融合子系统， 所述图像融合子系统， 根据水下 摄像机和二 维声纳设备视场大小的比例， 标记出水下摄像头采集的图像中存在目标的条带 区域， 条带宽度为目标对应的宽度， 图像融合子系统对图像进行灰度化处理、 图像滤波、 二 值化分割、 像素消融及聚类算法处 理， 获取目标的高度。 4.根据权利要求3所述的海底监控成像系统， 其特征在于： 所述的图像滤波采用基于灰 度直方图的多图像平均法， 连续取同一部位的N幅图像， 比较N幅图像的灰度直方图， 对其中 M幅图像灰度值与其 他图像灰度值相差较大的图像， 进行叠加平均时将M幅图像去除。 5.根据权利要求1或2所述的海底监控成像系统， 其特征在于： 所述的水下摄像机的镜 头采用多个透镜组合， 其中若干个透镜的前后两镜面至少有一面是非球面， 且其中两个透 镜胶合在一 起形成透 镜组。 6.根据权利要求1、 2或3所述的海底监控成像系统， 其特征在于： 所述的水下摄像机包 括一个主摄像头和位于主摄像头两侧对称设置的两个辐摄像头， 主摄像头采用超清镜头， 其中一个辐摄像头采用广角镜头， 另一个辐摄像头采用微距镜头， 所述水下机器人还包括 旋转云台， 所述旋转云台包括微调机构， 所述嵌入式计算机系统， 还用于控制微调机构， 所 述的水下摄像机安装座与微调机构连接 。 7.根据权利要求6所述的海底监控成像系统， 其特征在于： 在所述水下摄像头安装座外 周开有一圈凹槽， 所述安装环和连接块均位于凹槽内， 所述水下摄像头安装座在微调机构 带动下可在安装环内旋转 微调。 8.一种海底监控成像方法， 包括通过防水密封壳和水下摄像机之间设置的稳定结构， 来对抖动进 行消除补偿， 所述稳定结构中包括 弹簧； 其特征在于： 还包括通过弹簧与防水密 封壳内壁之间设置的压力传感器， 来采集弹簧施予压力传感器的压力数据， 所述采集的压权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114760462 A 2力数据传给设置在防水密封壳内部的嵌入式计算机系统， 嵌入式计算机系统根据压力数据 计算出弹簧周期性的压缩和伸长 长度， 以此分析 出水下摄像机的当前 抖动幅度。 9.根据权利要求8所述的海底监控成像方法， 其特征在于： 还包括通过地面监控平台， 接收水下摄像机的当前抖动幅度， 并判断当前抖动幅度是否大于抖动幅度阈值， 若 是， 则向 嵌入式计算机系统发出停止拍摄信号， 嵌入式计算机系统接 收到停止拍摄信号后， 并自动 关闭水下摄像机。 10.根据权利要求9所述的海底监控成像方法， 其特征在于： 还包括通过与水下摄像机 并列设置的二维声纳设备， 发出声纳探测水下目标并获取声纳图像， 通过嵌入式计算机系 统中的图像融合子系统， 根据水下摄像机和二维声纳设备视场大小的比例， 标记出水下摄 像头采集的图像中存在目标的条带区域， 条带宽度为 目标对应的宽度， 图像融合子系统对 图像进行 灰度化处 理、 图像滤波、 二 值化分割、 像素消融及聚类算法处 理， 获取目标的高度。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114760462 A 3