CN106973268B - 一种水下建筑物摄像装置及摄像方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种水下建筑物摄像装置及摄像方法，本发明包括水上平台和水下平台；水上平台底面设有一组定滑轮，水上平台顶面设有铰车、主机和深度传感器；水下平台顶面中央位置设有配重，水下平台底面设有一组带灯摄像头，水下平台顶面设有一组动滑轮；动滑轮的数量与定滑轮的数量对应；动滑轮与定滑轮之间经钢丝绳连接，钢丝绳一端与其中一个动滑轮固定连接，钢丝绳间隔的绕过定滑轮和动滑轮另一端与铰车固定连接；水下平台的带灯摄像头分别与电缆一端连接，电缆绕过深度传感器与主机连接；主机上设有与每个摄像头对应的一组显示屏，主机上设有控制按键、触摸控制板和照明调节旋钮。本发明具有操作简单、稳定性好、拍摄图像清晰直观的优点。
Description
技术领域
本发明涉及一种水下建筑物摄像装置及摄像方法，属于水下摄像技术领域。
背景技术
在水电水利工程中，消力池是重要的水工建筑，受高压水头冲击的影响容易造成底板混凝土开裂、混凝土里的钢筋外露、底板沉碴太多等。为保证消力池等建筑物的安全，须定期对消力池的状况进行检测。对水下建筑物的检测最早采用潜水员潜到水底进行人工观测，潜水员到水底后受光线影响很难看得清楚，长时间工作很容易导致潜水员疲劳。
目前对水下建筑物的摄像主要采用两种方法：一种是利用水下机器人携带防水摄像头在水底进行移动摄像；另一种是利用水下潜艇（一般简称ROV）携带摄像头进行摄像。前一种方法存在以下不足：①该装置遇到底部不平时，机器人无法前行；②机器人所带的电缆可能缠绕在其他障碍物上，导致机器人无法正常出水；③机器人所带的电缆具有一定的重量，给机器人的正常行走带来一定难度。后一种方法存在的不足有：①该装置在水中的位置主要由螺旋浆来控制，实践表明要保持离底板固定的距离基本不可能；②该装置位于水中，其位置很难确定；③螺旋浆旋转时，会造成水的绕动，导致原本清亮的水变得浑浊而看不清水底的情况；④该装置在工作过程中，不能实时了解哪些未做，不利于现场工作指挥。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种水下建筑物摄像装置及摄像方法，以解决现有方法存在的不足，为拍摄高清晰的像片提供条件，并记录摄像头的位置和深度，为异常的定位提供准确坐标。
本发明的技术方案是这样实现的：
本发明的一种水下建筑物摄像装置，包括水上平台和水下平台；水上平台底面设有一组定滑轮，水上平台顶面设有铰车、主机和深度传感器；水下平台顶面中央位置设有配重，水下平台底面设有一组带灯摄像头，水下平台顶面设有一组动滑轮；动滑轮的数量与定滑轮的数量对应；动滑轮与定滑轮之间经钢丝绳连接，钢丝绳一端与其中一个动滑轮固定连接，钢丝绳间隔的绕过定滑轮和动滑轮另一端与铰车固定连接；水下平台上的一组带灯摄像头分别与电缆一端连接，电缆绕过深度传感器与主机连接；主机上设有与每个摄像头对应的一组显示屏，主机上设有控制按键、触摸控制板和照明调节旋钮。
前述水下建筑物摄像装置中，所述水上平台和水下平台均为三角形平板结构；水上平台底面的三个角分别设有一个定滑轮；水下平台顶面的三个角分别设有一个动滑轮。
前述水下建筑物摄像装置中，所述一组带灯摄像头的数量为三个，分别安装在水下平台底面的三个角上；带灯摄像头通过万向座与水下平台底面连接，万向座与主机连接。
前述水下建筑物摄像装置中，所述配重的形状为圆柱体或多边形柱体，配重的重心与水下平台的重心位于同一垂线上。
前述水下建筑物摄像装置中，所述铰车经减速器与电机连接；电机与主机连接。
用于上述装置的本发明的一种水下建筑物摄像方法，按以下步骤实施：
步骤一：首先将水上平台固定在漂浮物上，同时将水下平台放于水中，并检查钢丝绳与定滑轮和动滑轮之间的连接是否灵活可靠；连接电缆与深度传感器的连接是否灵活可靠；检查主机的照明调节旋钮以及水下照明灯及摄像头工作是否正常；
步骤二：设定深度传感器的初始值，初始值等于未开始下放水下平台时，水面高度与带灯摄像头之间的距离；
步骤三、通过主机启动与铰车连接的电机，使水下平台在配重的作用下缓慢向下接近水底，并同时观察主机上显示屏的显示，当水下平台底部的带灯摄像头到达预定位置时，切断电机电源；
步骤四、通过主机上的触摸控制板使摄像头朝向拍摄目标，调节带灯摄像头的亮度和带灯摄像头的焦距，对水下建筑物进行动态摄像或静止拍摄。
前述水下建筑物摄像方法中，所述深度传感器采用转盘式传感器，转盘式传感器的转盘在电缆的带动下旋转，转盘一侧设有计数器，通过记录转盘旋转圈数和已知的转盘直径主机计算出水下平台在水下的深度位置。
前述水下建筑物摄像方法中，所述带灯摄像头在拍摄过程中，可通过移动水面上的漂浮物实现带灯摄像头的平移。
前述水下建筑物摄像方法中，所述电缆为多芯电缆，电缆芯线包括与带灯摄像头连接的一组视频信号线、与照明灯连接的一组照明控制线、与万向座连接的一组拍摄方向控制线以及控制带灯摄像头开始摄像或拍摄及停止摄像或拍摄的一组拍摄控制线。
由于采用了上述技术方案，本发明与现有技术相比，本发明的装置操作简单、稳定性好、拍摄图像清晰直观、能满足不同水深的水下建筑物表面摄像，为水下建筑物表面的检测提供了重要的资料。该装置结束了对水下建筑物的检测完全依赖于潜水员的历史。
附图说明
图1是本发明的方法及装置结构示意图；
图2是主机部分的局部放大图；
图3 带灯摄像头的结构示意图。
图中标记为：1-水上平台、2-水下平台、3-定滑轮、4-铰车、5-主机、6-深度传感器、7-配重、8-带灯摄像头、9-动滑轮、10-钢丝绳、11-电缆、12-显示屏、13-控制按键、14-触摸控制板、15-照明调节旋钮、16-摄像头、17-LED灯。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明，但不作为对本发明的任何限制。
本发明的一种水下建筑物摄像装置，如图1所示：该装置包括水上平台1和水下平台2；水上平台1底面设有一组定滑轮3，水上1平台顶面设有铰车4、主机5和深度传感器6；水下平台2顶面中央位置设有配重7，水下平台2底面设有一组带灯摄像头8，水下平台2顶面设有一组动滑轮9；动滑轮9的数量与定滑轮3的数量对应；动滑轮9与定滑轮3之间经钢丝绳10连接，钢丝绳10一端与其中一个动滑轮9固定连接，钢丝绳10间隔的绕过定滑轮3和动滑轮9另一端与铰车4固定连接；水下平台2上的一组带灯摄像头8分别与电缆11一端连接，电缆11绕过深度传感器6与主机5连接；如图2所示，主机5上设有与每个摄像头对应的一组显示屏12，主机5上设有控制按键13、触摸控制板14和照明调节旋钮15。水上平台1和水下平台2均为三角形平板结构；水上平台1底面的三个角分别设有一个定滑轮3；水下平台2顶面的三个角分别设有一个动滑轮9。一组带灯摄像头8的数量为三个，分别安装在水下平台2底面的三个角上；带灯摄像头8通过万向座与水下平台2底面连接，万向座与主机5连接。配重7的形状为圆柱体或多边形柱体，配重7的重心与水下平台2的重心位于同一垂线上。铰车4经减速器与电机连接；电机与主机5连接。
用于上述水下建筑物摄像装置的本发明的一种水下建筑物摄像方法，如图1所示：该方法按以下步骤实施：
步骤一：首先将水上平台固定在漂浮物上，同时将水下平台放于水中，并检查钢丝绳与定滑轮和动滑轮之间的连接是否灵活可靠；连接电缆与深度传感器的连接是否灵活可靠；检查主机的照明调节旋钮以及水下照明灯及摄像头工作是否正常；
步骤二：设定深度传感器的初始值，初始值等于未开始下放水下平台时，水面高度与带灯摄像头之间的距离；
步骤三、通过主机启动与铰车连接的电机，使水下平台在配重的作用下缓慢向下接近水底，并同时观察主机上显示屏的显示，当水下平台底部的带灯摄像头到达预定位置时，切断电机电源；
步骤四、通过主机上的触摸控制板使摄像头朝向拍摄目标，调节带灯摄像头的亮度和带灯摄像头的焦距，对水下建筑物进行动态摄像或静止拍摄。
所述深度传感器采用转盘式传感器，转盘式传感器的转盘在电缆的带动下旋转，转盘一侧设有计数器，通过记录转盘旋转圈数和已知的转盘直径主机计算出水下平台在水下的深度位置。带灯摄像头在拍摄过程中，可通过移动水面上的漂浮物实现带灯摄像头的平移。电缆为多芯电缆，电缆芯线包括与带灯摄像头连接的一组视频信号线、与照明灯连接的一组照明控制线、与万向座连接的一组拍摄方向控制线以及控制带灯摄像头开始摄像或拍摄及停止摄像或拍摄的一组拍摄控制线。
实施例
本例的装置如图1所示，该装置是在水面的漂浮物上设置一个三角架，三角架上安装一块三角形水上平台，三角形水上平台底面的三个角上分别安装一个定滑轮，三角形水上平台顶面安装有铰车、主机和深度传感器；同时在水下设置一块三角形水下平台，三角形水下平台顶面的中央位置安装一块配重，三角形水下平台底面的三个角上分别安装一个带灯摄像头，三角形水下平台顶面的三个角上分别安装一个动滑轮；三角形水下平台上的动滑轮与 三角形水上平台上的定滑轮之间通过钢丝绳连接，钢丝绳一端固定在铰车上分别间隔绕过三角形水上平台上的定滑轮和三角形水下平台上的动滑轮并与三角形水下平台上最后一个动滑轮固定连接；三角形水下平台上的三个摄像头分别与电缆一端连接，电缆绕过三角形水上平台上的深度传感器与主机连接；主机上设有与三个摄像头对应的三块显示屏以及控制按键、触摸控制板和照明调节旋钮。
本例的拍摄方法，如图1所示。工作时，将三角形水上平台通过三角架固定在漂浮物上，同时通过三角形水上平台顶面安装的铰车和与三角形水下平台连接的钢丝滑轮组将三角形水下平台缓慢放至水底，三角形水下平台上设置有配重，可减缓三角形水下平台在水流的作用下晃动，保持三角形水下平台的稳定性。在下放过程中，深度传感器记录三角形水下平台下放的深度。在下放过程中可通过安装在三角形水上平台上主机的三个显示屏对水下情况实时监控，当下放至预定深度时，可通过移动漂浮物对准水下目标，并通过主机调节带灯摄像头上的LED灯17和摄像头16的转向和焦距对水下建筑物进行动态摄像或静止拍摄。
Claims (9)
1.一种水下建筑物摄像装置，其特征在于：包括水上平台(1)和水下平台(2)；水上平台(1)底面设有一组定滑轮(3)，水上平台(1)顶面设有铰车(4)、主机(5)和深度传感器(6)；水下平台(2)顶面中央位置设有配重(7)，水下平台(2)底面设有一组带灯摄像头(8)，水下平台(2)顶面设有一组动滑轮(9)；动滑轮(9)的数量与定滑轮(3)的数量对应；动滑轮(9)与定滑轮(3)之间经钢丝绳(10)连接，钢丝绳(10)一端与其中一个动滑轮(9)固定连接，钢丝绳(10)间隔的绕过定滑轮(3)和动滑轮(9)另一端与铰车(4)固定连接；水下平台(2)上的一组带灯摄像头(8)分别与电缆(11)一端连接，电缆(11)绕过深度传感器(6)与主机(5)连接；主机(5)上设有与每个摄像头对应的一组显示屏(12)，主机(5)上设有控制按键(13)、触摸控制板(14)和照明调节旋钮(15)。
2.根据权利要求1所述水下建筑物摄像装置，其特征在于：所述水上平台(1)和水下平台(2)均为三角形平板结构；水上平台(1)底面的三个角分别设有一个定滑轮(3)；水下平台(2)顶面的三个角分别设有一个动滑轮(9)。
3.根据权利要求1所述水下建筑物摄像装置，其特征在于：所述一组带灯摄像头(8)的数量为三个，分别安装在水下平台(2)底面的三个角上；带灯摄像头(8)通过万向座与水下平台(2)底面连接，万向座与主机(5)连接。
4.根据权利要求1所述水下建筑物摄像装置，其特征在于：所述配重(7)的形状为圆柱体或多边形柱体，配重(7)的重心与水下平台(2)的重心位于同一垂线上。
5.根据权利要求1所述水下建筑物摄像装置，其特征在于：所述铰车(4)经减速器与电机连接；电机与主机(5)连接。
6.一种用于权利要求1-5所述任一水下建筑物摄像装置的水下建筑物摄像方法，其特征在于：按以下步骤实施：
步骤一：首先将水上平台固定在漂浮物上，同时将水下平台放于水中，并检查钢丝绳与定滑轮和动滑轮之间的连接是否灵活可靠；连接电缆与深度传感器的连接是否灵活可靠；检查主机的照明调节旋钮以及水下照明灯及摄像头工作是否正常；
步骤二：设定深度传感器的初始值，初始值等于未开始下放水下平台时，水面高度与带灯摄像头之间的距离；
步骤三、通过主机启动与铰车连接的电机，使水下平台在配重的作用下缓慢向下接近水底，并同时观察主机上显示屏的显示，当水下平台底部的带灯摄像头到达预定位置时，切断电机电源；
步骤四、通过主机上的触摸控制板使摄像头朝向拍摄目标，调节带灯摄像头的亮度和带灯摄像头的焦距，对水下建筑物进行动态摄像或静止拍摄。
7.根据权利要求6所述水下建筑物摄像方法，其特征在于：所述深度传感器采用转盘式传感器，转盘式传感器的转盘在电缆的带动下旋转，转盘一侧设有计数器，通过记录转盘旋转圈数和已知的转盘直径主机计算出水下平台在水下的深度位置。
8.根据权利要求6所述水下建筑物摄像方法，其特征在于：所述带灯摄像头在拍摄过程中，可通过移动水面上的漂浮物实现带灯摄像头的平移。
9.根据权利要求6所述水下建筑物摄像方法，其特征在于：所述电缆为多芯电缆，电缆芯线包括与带灯摄像头连接的一组视频信号线、与照明灯连接的一组照明控制线、与万向座连接的一组拍摄方向控制线以及控制带灯摄像头开始摄像或拍摄及停止摄像或拍摄的一组拍摄控制线。
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