發(fā)布時(shí)間：2019-11-23 14:57

【摘要】：地球海洋面積占表面積的71%,蘊(yùn)藏著豐富的資源,目前近海海域已探明的天然氣儲(chǔ)量為182萬億立方米,石油可采儲(chǔ)量為220億噸,海洋石油儲(chǔ)量約占陸地儲(chǔ)量的82%,而且油氣儲(chǔ)量超過1億噸以上的,有超過60%是來自海洋。開采海洋資源來解決人類資源日益匱乏的問題已經(jīng)得到各國(guó)的普遍重視,我國(guó)對(duì)海洋資源的勘探也迫在眉睫,為了給勘探任務(wù)提供真實(shí)的海底環(huán)境,深海照相系統(tǒng)必不可少。然而國(guó)內(nèi)深海照相系統(tǒng)普遍有靈活度低、局限性大、科研成本過高、研發(fā)周期長(zhǎng)、系統(tǒng)無法更新、拍攝圖片分辨率低并且工作水深不高等缺點(diǎn),國(guó)內(nèi)目前也沒有成熟穩(wěn)定的深海照相技術(shù),而國(guó)外涉水深度幾千米、像素高的深海照相機(jī)成品價(jià)格又普遍偏高。為了解決以上問題,本論文設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了一套基于現(xiàn)有陸地?cái)?shù)碼相機(jī)技術(shù)的深海照相系統(tǒng),該系統(tǒng)采用Debian GNU/Linux作為軟件系統(tǒng),然后移植數(shù)碼相機(jī)控制軟件g Photo2遠(yuǎn)程拍照,硬件系統(tǒng)使用三星S5PV210為處理器。為了給設(shè)備提供水下作業(yè)環(huán)境,本論文還設(shè)計(jì)了水下照明燈以及外殼封裝,水下照明燈采用STM32F103為處理器,通過調(diào)整端口輸出高低電平的占空比而改變LED導(dǎo)通時(shí)間來實(shí)現(xiàn)光源可調(diào),外殼封裝實(shí)現(xiàn)防滲水、防海水腐蝕、抗水下壓強(qiáng)等功能。為了使用戶可以遠(yuǎn)程控制該系統(tǒng),本論文設(shè)計(jì)了C#上位機(jī)界面。經(jīng)過測(cè)試表明,本論文設(shè)計(jì)的深海照相系統(tǒng)可以適應(yīng)水下4000m的工作環(huán)境,用戶可以通過上位機(jī)遠(yuǎn)程控制數(shù)碼相機(jī)自動(dòng)對(duì)焦拍照,并且可以將圖片傳輸?shù)絇C端進(jìn)行查看和保存。而且該系統(tǒng)還可以搭載到其他勘探設(shè)備中,完成相關(guān)功能的實(shí)現(xiàn),靈活度高,支持多款相機(jī),可以隨相機(jī)的更新而不斷更新。
【圖文】：

一種是利用自身密封性防水防潮，可以在水下1m工作30分鐘；另一種是加防水外在相機(jī)外加護(hù)大于相機(jī)體積的透明外罩，利用這種方法一般可以在水下30-40m內(nèi)拍攝解決水下壓強(qiáng)對(duì)相機(jī)的影響，法國(guó)人LouisBouton于1893年制作了帶有壓力補(bǔ)償氣球的機(jī)，增加了防水相機(jī)的水下作業(yè)深度。隨著深度的增加，水下光線越來越暗，為了達(dá)拍攝的光線亮度，人類開始探索水下照明設(shè)備并在1895年首次制作成功，讓相機(jī)可以150英尺左右實(shí)現(xiàn)拍攝。這些為深海相機(jī)的研制奠定了基礎(chǔ)。經(jīng)過幾十年的研發(fā)積累，國(guó)外已經(jīng)研發(fā)出高性能的深海相機(jī)產(chǎn)品。如總部位于挪威格市的KongsbergMaritime，該公司研發(fā)的一款深海相機(jī)型號(hào)為OE14-408E，如圖1.1左。像素分辨率有3648×2736、640×480兩種選擇，圖片存儲(chǔ)空間為16GB，最大工作水00m，工作溫度范圍為-5到40攝氏度，這款相機(jī)配置了RS232/RS485接口以及以太網(wǎng)接持遠(yuǎn)程控制，可以下載照片。該公司考慮到水下環(huán)境昏暗，不利于相機(jī)拍攝，特意研款配套的型號(hào)為OE11-442的閃光燈，如圖1.1右側(cè)所示。工作水深4500m，工作溫度范40攝氏度，有自動(dòng)閃光和手動(dòng)閃光兩種模式，在自動(dòng)模式下，如果環(huán)境照明不足，將打開閃光燈。如果外部照明和閃光燈一起使用會(huì)導(dǎo)致非自然曝光，，將會(huì)關(guān)閉閃光燈。模式下，當(dāng)閃光燈以最大功率閃光時(shí)，可以配合其他型號(hào)的相機(jī)使用。

杭州電子科技大學(xué)碩士學(xué)位論文第 3 章 硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 水下照相模塊設(shè)計(jì).1 微控制器處理電路水下照相模塊硬件主要以 Samsung S5PV210 為處理器，如圖 3.1 所示，S5PV210 是 ARMv7 架構(gòu)的高性能處理器，采用 ARM Cortex-A8 內(nèi)核，擁有豐富的外設(shè)和接口 BSP 支持以及完整的開發(fā)文檔，方便開發(fā)者使用。由于 S5PV210 主頻較高，且核心復(fù)雜，繪制其 PCB 板時(shí)需要使用 6 層板，基于電路性能和板子尺寸兩方面考慮，決V210 及其相關(guān)核心電路單獨(dú)設(shè)計(jì)為一款核心控制電路，單獨(dú)制板，并通過兩個(gè) 25Pin 雙排排母與底板也就是水下照相機(jī)板相連接，這樣的設(shè)計(jì)在一定程度上也減少了。
【學(xué)位授予單位】：杭州電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：P754.2

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2565012