一种水下成像系统的制作方法

本发明涉及潜航器技术领域，具体涉及一种水下成像系统。

背景技术：

近几年来，水下成像技术渐渐趋于成熟，并在军事、环境保护和水下工程等领域中扮演着越来越重要的角色。由于水下环境较陆地环境更加多变，且光在水中传播速度呈指数衰减，导致拍摄的图像对比度较低且具有模糊表面，为了提高水下成像范围及质量，人们常常使用人造光源实现辅助照明，但入射水下的自然光强，水中溶解的有机质和微小悬浮颗粒的直径在不同时间、不同水域环境下都会变化，因而亟需一种能适应水下不同的情况发出不同光照的水下成像系统。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是，提供一种水下成像系统，能有效解决固定光照下，水下成像出现对比度差、可视范围有效等问题，通过远程控制的方式控制水下成像系统中的光照设备的光强，使水下成像系统能应用于多变的水下环境。

为了解决上述技术问题，本发明提出了一种水下成像系统，包括通信模块、信号转换模块、恒流驱动模块、光源模块、摄像模块以及主控模块；

所述通信模块用于实现用户终端与所述主控模块之间的信息交互；

所述主控模块在通过所述通信模块接收到所述用户终端发送的光照强度控制信号时，将所述光照强度控制信号传输至所述信号转换模块；

所述信号转换模块接收所述光照强度控制信号，并根据所述光照强度控制信号生成PWM控制信号，向所述恒流驱动模块传输所述PWM控制信号；

所述恒流驱动模块接收所述PWM控制信号，根据所述PWM控制信号控制所述光源模块的输出功率；

所述摄像模块用于拍摄水下图像，生成图像信号，并将所述图像信号传输至所述主控模块；

所述主控模块在接收到所述摄像模块传输的图像信号时，通过所述通信模块将接收到的所述图像信号发送至用户终端。

在一种可选的实施方式中，所述系统还包括定位模块；

所述定位模块用于获取位置信息，并将所述位置信息传输至主控模块；

所述主控模块在接收到所述定位模块传输的位置信息时，通过所述通信模块将接收到的位置信息发送至用户终端。

在一种可选的实施方式中，所述系统还包括水深传感器；

所述水深传感器用于检测当前水深深度，并将检测到的水深深度信息传输至所述主控模块；

所述主控模块在接收到所述水深传感器传输的水深深度信息时，通过所述通信模块将接收到的水深深度信息发送至用户终端。

在一种可选的实施方式中，所述系统还包括水温传感器；

所述水温传感器用于检测当前水温，并将检测到的水温信息传输至所述主控模块；

所述主控模块在接收到所述水温传感器传输的水温信息时，通过所述通信模块将接收到的水温信息发送至用户终端。

在一种可选的实施方式中，所述系统还包括地磁传感器；

所述地磁传感器用于检测所述摄像模块当前的拍摄方向，并将检测到的拍摄方向信息传输至所述主控模块；

所述主控模块在接收到所述地磁传感器传输的拍摄方向信息时，通过所述通信模块将接收到的拍摄方向信息发送至用户终端。

在一种可选的实施方式中，所述系统还包括微控制器模块以及电机模块；

所述主控模块在通过所述通信模块接收到所述用户终端发送的姿态控制信号时，将所述姿态控制信号传输至所述微控制器模块；

所述微控制器模块根据接收到的姿态控制信号生成第一驱动信号，并向所述电机模块发送第一驱动信号；

所述电机模块根据所述第一驱动信号作出相应动作。

在一种可选的实施方式中，所述系统还包括运动传感器；

所述运动传感器用于检测当前的运动状态，并将检测到的运动状态信息传输至所述微控制器模块；

所述微控制器模块根据接收到的运动状态信息生成第二驱动信号，并向所述电机模块发送第二驱动信号；

所述电机模块根据所述第二驱动信号作出相应动作。

在一种可选的实施方式中，所述光源模块包括灯珠以及反光板；所述反光板为漏斗形，所述灯珠设置在所述反光板围成空间内，且在所述反光板的中心轴线上。

在一种可选的实施方式中，所述系统还包括调制解调模块；所述调制解调模块用于实现所述通信模块与所述主控模块之间的信号转换。

在一种可选的实施方式中，所述系统还包括存储模块；所述摄像模块还用于将生成的图像信号传输至所述存储模块；所述存储模块用于存储所述图像信号。

相比于现有技术，本发明的有益效果在于：本发明提出的一种水下成像系统，通过通信模块将接收用户通过用户终端发送的光照强度控制信号传输至主控模块，主控模块转发所述光照强度控制信号至信号转换模块，以使信号转换模块根据光照强度控制信号产生PWM控制信号，并将PWM控制信号发送至所述恒流驱动模块，恒流驱动模块在接收到PWM控制信号后，相应地控制光源模块的光照强度；摄像模块拍摄当前环境图像，生成图像信号并传输至主控模块，以使主控模块通过通信模块将图像信号发送至用户终端，供用户查看；由于恒流驱动模块是通过PWM调节的方式实现对光源模块的控制，因而能实现光源强度的可连续调节，以适应水下多变的环境，同时，通过通信模块实现光照强度的远程控制，方便用户在水下成像系统潜入水中时对光源模块进行实时调节。进一步地，本发明集合了定位模块及多种传感器于一身，能监测多种水下环境参数，实现了高度集成化。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的一种水下成像系统的结构示意图；

图2是本发明实施例提供的一种水下成像系统中的光源模块的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1，其是本发明实施例提供的一种水下成像系统的结构示意图。本发明提出了一种水下成像系统，包括通信模块1、主控模块2、信号转换模块3、恒流驱动模块4、光源模块5以及摄像模块6；

所述通信模块1用于实现用户终端与所述主控模块2之间的信息交互；

所述主控模块2在通过所述通信模块1接收到所述用户终端发送的光照强度控制信号时，将所述光照强度控制信号传输至所述信号转换模块3；

所述信号转换模块3接收所述光照强度控制信号，并根据所述光照强度控制信号生成PWM控制信号，向所述恒流驱动模块4传输所述PWM控制信号；

所述恒流驱动模块4接收所述PWM控制信号，根据所述PWM控制信号控制所述光源模块5的输出功率；

所述摄像模块6用于拍摄水下图像，生成图像信号，并将所述图像信号传输至所述主控模块2；

所述主控模块2在接收到所述摄像模块6传输的图像信号时，通过所述通信模块1将接收到的所述图像信号发送至用户终端。

在本实施例中，所述通信模块1的第一通信端用于与用户终端连接，所述通信模块1的第二通信端与所述主控模块2连接，从而实现用户终端与所述主控模块2之间的信息交互；当用户需要调节所述光源模块5的光照强度时，通过用户终端向所述通信模块1发出光照强度控制信号，所述通信模块1在接收到所述光照强度控制信号后，将通过所述主控模块2将所述光照强度控制信号传输至所述信号转换模块3，所述信号转换模块3用于将所述光照强度控制信号转换为PWM控制信号，以通过PWM控制信号控制所述恒流驱动模块4的输出电流，以控制所述光源模块5的输出功率，进而达到改变所述光源模块5的光照强度的目的。所述主控模块2还将接收到的所述摄像模块6传输的图像信号，通过所述通信模块1发送至用户终端，以供用户查看。由于本实施例中的水下成像系统带有可接收光照强度控制信号的所述通信模块1及可根据所述光照强度控制信号改变光照强度的所述光源模块5，使用户能根据不同的水下环境调节所述光源模块5的光照强度，提高便捷性；同时，由于恒流驱动模块4是通过PWM调节的方式实现对光源模块5的控制，因而能实现光源强度的可连续调节，适合在水下多变的环境使用。

在一种可选的实施方式中，所述系统还包括定位模块7；

所述定位模块7用于获取位置信息，并将所述位置信息传输至主控模块2；

所述主控模块2在接收到所述定位模块7传输的位置信息时，通过所述通信模块1将接收到的位置信息发送至用户终端。

所述位置信息可以但不限于经纬度信息。

在一种可选的实施方式中，所述系统还包括水深传感器8；

所述水深传感器8用于检测当前水深深度，并将检测到的水深深度信息传输至所述主控模块2；

所述主控模块2在接收到所述水深传感器8传输的水深深度信息时，通过所述通信模块1将接收到的水深深度信息发送至用户终端。

通过结合所述定位模块7获取到的位置信息及所述水深传感器8获取到的水深深度信息，可以确定本发明的具体位置。

在一种可选的实施方式中，所述系统还包括水温传感器9；

所述水温传感器9用于检测当前水温，并将检测到的水温信息传输至所述主控模块2；

所述主控模块2在接收到所述水温传感器9传输的水温信息时，通过所述通信模块1将接收到的水温信息发送至用户终端。

在一种可选的实施方式中，所述系统还包括地磁传感器10；

所述地磁传感器10用于检测所述摄像模块6当前的拍摄方向，并将检测到的拍摄方向信息传输至所述主控模块2；

所述主控模块2在接收到所述地磁传感器10传输的拍摄方向信息时，通过所述通信模块1将接收到的拍摄方向信息发送至用户终端。

在一种可选的实施方式中，所述系统还包括微控制器模块11以及电机模块12；

所述主控模块2在通过所述通信模块1接收到所述用户终端发送的姿态控制信号时，将所述姿态控制信号传输至所述微控制器模块11；

所述微控制器模块11根据接收到的姿态控制信号生成第一驱动信号，并向所述电机模块12发送第一驱动信号；

所述电机模块12根据所述第一驱动信号作出相应动作。

在本实施例中，所述电机模块12受用户终端控制。

在一种可选的实施方式中，所述系统还包括运动传感器13；

所述运动传感器13用于检测当前的运动状态，并将检测到的运动状态信息传输至所述微控制器模块11；

所述微控制器模块11根据接收到的运动状态信息生成第二驱动信号，并向所述电机模块12发送第二驱动信号；

所述电机模块12根据所述第二驱动信号作出相应动作。

在本实施例中，所述微控制器在接收到所述运动传感器13传输的运动状态信息时，能根据所述运动状态信息生成第二驱动信号，以驱动所述电机模块12作出相应动作，以抵消外界环境引起的震动和倾斜，保证所述摄像模块6的视轴的稳定，保证拍摄质量。所述电机模块12为无刷直流电机，具有结构简单、成本低廉的优点。所述运动传感器13包括三轴加速度计以及三轴陀螺仪，所述三轴加速度计用于检测当前加速度，所述三轴陀螺仪用于检测当前角速度，所述三轴加速度计检测到的加速度信息传输至所述微控制器模块11，所述三轴陀螺仪检测到的角速度信息传输至所述微控制器模块11，所述微控制器模块11根据所述加速度信息及所述角速度信息表征的当前的运动状态信息生成第二驱动信号。

请参阅图2，其是本发明实施例提供的一种水下成像系统中的光源模块5的结构示意图。在一种可选的实施方式中，所述光源模块5包括灯珠51以及反光板52；所述反光板52为漏斗形，所述灯珠51设置在所述反光板52围成空间内，且在所述反光板52的中心轴线上。

所述反光板52用于将所述灯珠51的出射光汇聚到特定区域，使所述灯珠51的出射光得到充分利用。

进一步地，所述反光板52的漏斗壁与所述反光板52的中心轴线所成角度大于45度且小于90度。更优选地，所述反光板52的漏斗壁与所述反光板52的中心轴线所成角度大于65度且小于70度。

进一步地，所述灯珠51为LED灯。优选地，选用高亮度的LED灯。

在一种可选的实施方式中，所述系统还包括调制解调模块14；所述调制解调模块14用于实现所述通信模块1与所述主控模块2之间的信号转换。

所述调制解调模块14的第一端与所述通信模块1的第二通信端连接，所述调制解调模块14的第二端与所述主控模块2连接。所述通信模块1在通过电缆传输数据时，所述调制解调模块14用于实现所述通信模块1与所述主控模块2之间的信号转换。

在一种可选的实施方式中，所述系统还包括存储模块15；所述摄像模块6还用于将生成的图像信号传输至所述存储模块15；所述存储模块15用于存储所述图像信号。

相比于现有技术，本发明的有益效果在于：本发明提出的一种水下成像系统，通过通信模块将接收用户通过用户终端发送的光照强度控制信号传输至主控模块，主控模块转发所述光照强度控制信号至信号转换模块，以使信号转换模块根据光照强度控制信号产生PWM控制信号，并将PWM控制信号发送至所述恒流驱动模块，恒流驱动模块在接收到PWM控制信号后，相应地控制光源模块的光照强度；摄像模块拍摄当前环境图像，生成图像信号并传输至主控模块，以使主控模块通过通信模块将图像信号发送至用户终端，供用户查看；由于恒流驱动模块是通过PWM调节的方式实现对光源模块的控制，因而能实现光源强度的可连续调节，以适应水下多变的环境，同时，通过通信模块实现光照强度的远程控制，方便用户在水下成像系统潜入水中时对光源模块进行实时调节。

以上所揭露的仅为本发明的较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程，并依本发明权利要求所作的等同变化，仍属于发明所涵盖的范围。