专利名称：一种用于水下精密摄影测量的防水箱系统装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种用于水下精密摄影测量的防水箱系统装置。二背景技术：
水下摄影测量是一种双介质摄影测量，其物方空间在水中，像方空间处在空气中， 摄影光线必须穿过两种不同的介质，因此比常规摄影测量要复杂得多。主要原因在于一是 水下摄影测量属于双介质摄影测量，光线束在界面上会发生折射现象；二是水下环境不稳 定，很难获取目标的清晰图像。要想获得水下目标高精度的测量数据，不仅需要对水下摄影 测量方法进行深入地研究，而且对水下摄影测量设备也提出更高的要求。国际上，水下摄影测量主要用于水下考古、水生物研究、海滩和海底测图等，这些 水下摄影测量精度不高，一般在公分级甚至更低，这其中既有测量方法的原因，又有测量设 备的原因。国内由于受到水下测量相机及水下相机专业防护设备的限制，绝大多数水下测 量是将相机放在水上进行摄影测量，在水与空气的分界面引入折射理论，并进行了水下测 量数据模拟研究，但测量精度并不理想。目前，针对水下高精度摄影测量的设备国外已有研 究，并且已研制出可用于水下测量的专业相机和相机防护装置，但造价相当昂贵。因此，如何研制出一种结构稳定，测量精度高，操作方便，性价比高的水下防护装 置是众所期待的。三、发明内容针对上述情况，为克服现有技术缺陷，本实用新型之目的在于提供一种用于水下 精密摄影测量的防水箱系统装置，可有效解决水下摄影测量设备成本高，测量精度低的问 题。本实用新型解决的技术方案是，包括相机和防水箱，防水箱内固定有相机，防水箱 后部有盖子，前部有窗口，窗口上装有光学玻璃体，相机的镜头置于光学玻璃体后部，相机 的快门和快门线相连，相机的闪光灯和引闪线相连接，快门线伸出防水箱外部。本实用新型测量精度高，防水封闭性好，结构稳定，操作方便，能满足高精度水下 精密摄影测量作业的要求，具有广泛的市场需求。四
图1为本实用新型的结构剖视图。图2为本实用新型的结构俯视图(不带手柄)。图3为本实用新型的结构主视图。五具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的具体实施方式
作详细说明。由图1-图3给出，本实用新型的结构是，包括相机和防水箱，防水箱9内固定有相机4，防水箱后部有盖子10，前部有窗口，窗口上装有光学玻璃体7，相机的镜头5置于光学 玻璃体后部，相机的快门和快门线2相连，相机的闪光灯和引闪线1相连接，快门线伸出防 水箱外部。为了保证使用效果，所说的相机后部在防水箱9内设有附件箱8 ；所说的相机4为 型号D700的高精度尼康数码相机；所说的防水箱9左、右侧壁上有手柄3，底部上装有光滑 的木板6，相机经塑料板固定在光滑的木板上；所说的盖子10为有机玻璃制成的盖体，盖子 上有提手12 ；使用时，所说的防水箱9内的相机镜头5前部浸没于介质水平面11内。水下精密摄影测量防水箱系统装置主要由三部分组成第一部分防水箱。其四周是用四块500mmX300mm大小、厚IOmm的有机玻璃 通过专用胶水加压牢固粘接而成，且相互之间先通过用长15mm的专用螺钉加压连接；顶 端和底部采用300mmX300mm大小、厚IOmm的有机玻璃；底部的有机玻璃正中央处镶开 200mmX 200mm大小的光学玻璃窗口，其中180mmX 180mm大小完全镂空，在180mmX 180mm到 200mmX 200mm的四周IOmm长的边缘上挖出厚度5mm的有机玻璃、留下5mm后的有机玻璃 层，大小200mmX200mm、厚5mm的光学玻璃刚好镶嵌在该开口处，通过专用胶水加压牢固粘 接；箱的后部是利用有机玻璃制成的盖体，盖子上有活动螺钉，在开启和密封时用，盖子上 有提手。所有有机玻璃在需要密封连接处都先采用长15mm的专用螺钉加压连接，然后用专 用胶水加压牢固粘接而成，有效地进行加压密封。第二部分相机组件。主要有高分辨率的摄影相机(可用尼康D700)，20mm定焦镜 头，环形闪光灯。第三部分附件。主要有快门线，引闪线，塑料板，光滑木板，固定相机组件的螺丝 钉等。水下精密摄影测量防水箱系统装置的关键技术有(1)防水、耐压性能好。所有有机玻璃在需要密封连接处都先采用长15mm的专用 螺钉加压连接，然后用专用防水胶水加压牢固粘接，有效地进行加压防水密封。(2)光学玻璃窗口的设计。防水箱前部是一块300mmX 300mm大小，厚IOmm大 小的有机玻璃，其中央开有200mm X 200mm大小的窗口，其中180mm X 180mm大小完全镂 空，180mmX 180mm到200mmX 200mm的四周IOmm长的边缘上挖出厚度5mm的有机玻璃层、 留下5mm后的有机玻璃层。这样便于200mmX200mmX5mm大小的光学玻璃刚好镶嵌在 200mmX200mm大小的玻璃窗口上，且光学玻璃刚好放置在未被挖空的四周边缘长IOmm的 有机玻璃层上，再通过专用防水胶水加压粘接，不仅防水密封效果好，而且耐压。水下摄影 时，相机镜头和环形闪光灯刚好位于光学玻璃窗口的中轴线上。(3)测量精度高。防水箱底部使用的光学玻璃，其平行度高、材质均勻、透光性好， 水下摄影时，相机镜头和环形闪光灯刚好透过光学玻璃窗口，对成像造成的影响可以通过 相机检校归算到系统误差上，对测量结果的精度影响很小，可以忽略不计。(4)耐高低温。由于所使用的粘胶和装置材质对温度变化影响很小，该系统装置可 耐高、低温，满足_50°C _100°C的水下测量要求。本实用新型的安装过程是按以下步骤完成1、将快门线安装在相机的快门上，在防水箱外引出，实现箱外拍摄；2、将引闪线分别与相机和闪光灯电源控制器相连，实现同步曝光，更能节约防水箱的空间体积；3、将连接好的相机先用螺丝固定在塑料板上，再固定安装在光滑的木板上；4、安装完毕后，将固定好的光滑的木板沿着防水箱侧面缓慢平推进入防水箱底 部，相机镜头刚好贴及防水箱前部的光学玻璃体上，并盖上盖子；5、在装置前部光学玻璃上贴上专用的保护膜。目的是防尘，防划破光学玻璃面，确 保其安全耐久；至此安装过程结束，可以开始水下摄影测量作业。本实用新型的作业过程如下本实用新型作业时，放入水中时为漂浮状态。第一步操作员甲去掉装置前部光学玻璃上的保护膜。第二步操作员甲将装置放入水中，紧握防水箱两侧的手柄，在拍摄相片过程中可 以将其平移和旋转，以完成相机姿态的平移和旋转。第三步操作员乙利用从防水箱后部边缘引出的快门线，在得到操作员拍摄口令 时按下快门线上的快门，即可获取到一张相片。第四步使用结束后，取出防水箱放置于安全的地方，将各个部件卸载，按要求整 理到位，为下次水下摄影测量作业做准备。本实用新型作业完毕后的卸载过程是按以下步骤完成1、作业完毕后，将装置从水中慢慢取出，安全放置于安全稳定的平台上；2、取下装置后部的盖子；3、按侧面将装置横放与平台上；4、缓慢取出光滑木板；5、安全卸下相机，引闪线，快门线，并按要求将其整理到位，为下次水下摄影测量 作业做准备；6、在装置前部光学玻璃上贴上专用的保护膜，安全放置防水箱。本实用新型的应用特点1.该防水箱系统装置的相机采用高分辨率的摄影相机(可用尼康D700)，与引闪 线配合使用时的快门速度是1/200秒，能够在拍摄获取到水下待测物清晰的相片；2.该防水箱系统装置中的光学玻璃，平行度高、材质均勻、透光性好，水下摄影时， 相机镜头和环形闪光灯刚好透过光学玻璃窗口，对成像造成的影响可以通过相机检校归算 到系统误差上，对测量结果的精度影响很小，可以忽略不计；3.该防水箱系统装置在拍摄水下相片时，首先赶走箱底外部的少量气泡，在拍摄 过程中，即使水面稍有晃动不影响被测目标的稳定性，就不会影响拍摄相片的质量；安全性 高，防水性好，闪光灯同轴曝光稳定；双手紧握手柄，可实现相机姿态的自由旋转和平移，可 以获得不同角度拍摄的相片；4.该防水箱系统装置使用寿命长，防水箱封闭性能好，快门线的快门使用寿命可 达15万次以上，维护费用低；5.该防水箱系统装置在实际测量时，可以获得水下摄影测量相对水上摄影测量三 维点位差可达0. 02mm，满足了高精度水下摄影测量的要求。本实用新型是适合于透明液体下的精密摄影测量系统防护装置，并能够适用于浅 水下目标的形状、大小、位置、形变等信息的精密测量，结构合理稳定，可实现高低温、无闪 烁、无阴影摄像功能，具备高精度测量，防水封闭性好的特有优点，且作业简单，操作方便，能满足高精度水下精密摄影测量作业的应用要求。
权利要求1.一种用于水下精密摄影测量的防水箱系统装置，其特征在于，包括相机和防水箱，防 水箱(9)内固定有相机G)，防水箱后部有盖子(10)，前部有窗口，窗口上装有光学玻璃体 (7)，相机的镜头( 置于光学玻璃体后部，相机的快门和快门线( 相连，相机的闪光灯和 引闪线(1)相连接，快门线伸出防水箱外部。
2.根据权利要求1所述的用于水下精密摄影测量的防水箱系统装置，其特征在于，所 说的相机后部在防水箱(9)内设有附件箱(8)。
3.根据权利要求1所述的用于水下精密摄影测量的防水箱系统装置，其特征在于，所 说的防水箱(9)左、右侧壁上有手柄(3)，底部上装有光滑的木板(6)，相机经塑料板固定在 光滑的木板上。
4.根据权利要求1所述的用于水下精密摄影测量的防水箱系统装置，其特征在于，所 说的盖子(10)为有机玻璃制成的盖体，盖子上有提手(12)。
专利摘要本实用新型涉及一种用于水下精密摄影测量的防水箱系统装置，可有效解决水下摄影测量设备成本高，测量精度低的问题，本实用新型解决的技术方案是，包括相机和防水箱，防水箱内固定有相机，防水箱后部有盖子，前部有窗口，窗口上装有光学玻璃体，相机的镜头置于光学玻璃体后部，相机的快门和快门线相连，相机的闪光灯和引闪线相连接，快门线伸出防水箱外部，本实用新型测量精度高，防水封闭性好，结构稳定，操作方便，能满足高精度水下精密摄影测量作业的要求，具有广泛的市场需求。
文档编号G01C11/00GK201828750SQ20102055412
公开日2011年5月11日 申请日期2010年10月9日 优先权日2010年10月9日
发明者范亚兵, 蒋理兴, 钦桂勤, 陈铮, 黄桂平 申请人:中国人民解放军信息工程大学