抖动补偿技术在水下摄像系统中的应用

针对水下设备低频抖动、水流干扰、不利于水下摄像系统图像采集等特点,采用结构减震和电子稳像对图像进行抖动补偿。考虑到图像处理中数据运算量大的特性,采用基于图像特征点的算法来提高运算速度。实测结果验证了抖动补偿的效果,表明了该水下摄像系统在高速运动的水下设备上的适用性和可行性。抖动补偿技术还可应用在具有震动、移动、冲击运动等特征的大型装卸设备上。

开式潜水钟水下摄像及通信系统的研制

开式潜水钟（又称湿式潜水钟）可以增加潜水员的安全感，提高潜水员的水下作业效率，减轻潜水员的劳动强度，是潜水行业最常使用的潜水设备之一^[1]。笔者研制了开式潜水钟上配置水下摄像及通信系统，实现了作业潜水员与水面潜水监督之间面对面交流，有利于作业任务的完成和作业安全性的提高，减少了潜水员潜水减压病的发生怛^[2]。

水下三维物空间坐标的重构精度分析

目的:水下运动学数据的精度对于游泳项目的技术动作分析十分重要,利用防水摄像装置对标定框架上的有效点在水下和空气中进行三维重构,旨在验证不同测试环境和不同大小的标定空间对水下三维重构精度的影响,为水下游泳的器材研发提供一定的参考和依据。方法:2台水下摄像机同步拍摄放置在泳池里的标定框架(2 m×2 m×1 m),标定框架采取2种不同大小的标定空间,分别对同样数目的控制点(12个)和有效点(4个)分别在水下和空气中进行三维重构,重构精度通过4个有效点的均方根(RMS)重构误差来表示,利用DLT算法和ARIEL软件进行标定重构和数字化。结果发现,在整体标定空间控制点的RMS重构误差在X、Y、Z轴上为:(ⅰ)5.60 mm、10.44 mm和3.74 mm(水下),(ⅱ)4.89 mm、4.89 mm和3.96 mm(空气);局部标定空间为(ⅰ)5.29 mm、9.18 mm和3.02 mm(水下)(ⅱ)1.44 mm、1.11 mm和3.25 mm(空气)。结论:由于光线折射不论标定空间的大小,水下三维重构所得到的RMS重构误差都高于空气中的测量,Y轴最为明显;随着标定空间的增大,两种测试环境下的RMS重构误差均随之增大。

深海载人平台观察系统研究与设计

介绍水下摄像与照明装备以及观察窗的技术现状,围绕深海载人平台观察系统开展设计,阐述深海载人平台高清摄像与水下照明系统的布置及体系架构,给出深海载人平台观察窗的类型和材质,分析深海载人平台观察窗的照明条件和厚度,为深海载人平台观察系统的设计提供参考。

海底冷泉渗漏油气泡原位定量测定--以墨西哥湾GC600为例

海洋环境中冷泉渗漏是甲烷等有机化合物和其他温室气体进入海洋和大气的重要来源。准确定量确定冷泉渗漏的甲烷气泡通量对于评估它们对全球甲烷预算和气候变化有着重要的研究意义。采用高分辨率视频成像系统原位观察了墨西哥湾GC600冷泉渗漏区Mega Plume 2喷口,并获得了油气泡连续释放的视频片段。通过采用半自动气泡计数算法估算了Mega Plume 2喷口释放的油气泡个数及其释放速率。而通过图像处理技术确定了Mega Plume 2释放的油气泡的大小和尺寸分布。Mega Plume 2混合喷口释放的油气泡平均直径2.56mm±1.01mm,油气泡释放速率为80.25个·秒^(-1)。Mega Plume 2喷口年释放通量为177.7m^(3)·a^(-1)(19.55~106.62t·a^(-1))。然而,Mega Plume 2喷口的气泡释放速率与潮汐无关,可能与其他因素如水合物,油气藏增压及沉积层差异加载有关。只有对冷泉渗漏系统开展长期的原位在线观察,我们才能准确获取冷泉渗漏系统活动特征及其释放通量。