CN109282743A - 适合深海原位测量的激光高速线扫描双目视觉三维成像装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种适合深海原位测量的激光高速线扫描双目视觉三维成像装置，对深海物体进行原位激光扫描和三维成像。根据激光高速线扫描双目视觉三维成像的功能要求和深海原位测量耐静水高压的使用要求，设计了由单独封装耐静水高压的相机单元舱、耐静水高压的密封连接管、单独封装耐静水高压的计算扫描单元舱、密封连接管、单独封装耐静水高压的相机单元舱组成的整体结构，能实现激光高速线扫描双目视觉三维成像功能。发明适合深海原位测量的激光高速线扫描双目视觉三维成像装置既能耐深海静水高压，又能满足装置的工作原理、结构布局，实现对深海物体进行原位激光扫描成像，为深海生物资源、矿产资源、考古打捞等方面的调查、勘探提供技术手段。

Description

适合深海原位测量的激光高速线扫描双目视觉三维成像装置

技术领域

本发明涉及一种在深海进行原位高速线扫描三维成像的视觉技术，具体是一种适合深海原位测量的激光高速线扫描双目视觉三维成像装置，也称三维相机，可为深海生物资源、矿产资源、考古打捞等方面的调查、勘探提供技术手段。

背景技术

人类对海洋的探测、开发正在从近岸走向远洋、从浅水走向深海，水下三维视觉成像技术则是海洋开发勘探中的一项重要技术。近年来，三维视觉成像技术发展迅速并日渐成熟，包括：激光扫描成像技术、双目立体成像技术、结构光技术等。然而，与陆地上空气中不同，深海的特殊环境使得深海探测设备面临十分严重的静水压力和密封问题，如在1000米深海处的静水压力达到100个大气压，即10兆帕；5000米深海处的静水压力达到500大气压，即50兆帕。如此大的静水压力对水下三维视觉成像装置提出了严峻的挑战，常规空气中使用的商用仪器设备根本无法适应，即使是采用一定密封技术的水下三维视觉成像系统，只能在几十米、最多几百米深的湖泊浅海使用，对几千米、甚至万米深的深海只能望洋兴叹。

深海水下三维视觉成像装置是一种特殊的装置，首先装置结构必须耐深海静水高压，其次装置内部必须能够容纳作为测量装置本身工作原理所需要的光路布局、机械传动、电气配置等部件。装置的耐压与装置的结构形式、体积大小、光学窗口大小、壳体壁厚等都有关，并有相应的要求和限制；装置内部的光路布局、机械传动机构、电器部件等必须适应装置耐压的结构形式、体积、开口大小等，需要作相应的调整和设计；当内部功能部件不能适应装置耐压结构时，又必须对装置的耐压结构，包括形式、尺寸参数等加以改进。最终目的是使得深海水下三维视觉成像装置既能耐深海静水高压，又能满足装置的工作原理，实现对深海物体进行原位激光扫描和三维成像。

发明内容

本发明的目的在于对已有技术的不足，提供一种适合深海原位测量的激光高速线扫描双目视觉三维成像装置，能实现对深海物体进行原位激光扫描和三维成像。为达到上述目的，本发明的构思是：本发明涉及的激光高速线扫描双目视觉三维成像装置工作原理如图1 所示。激光器1发出一线结构光，经平面反射镜2反射，透过光学窗片3，投射于被测深海物体表面4，形成由被测物体表面形状所调制的变形光条，变形光条漫反射光经光学窗片6、8，被二维相机5、7记录，获得经被测物体表面调制变形光条的二维图像，依据双目视觉成像原理，经计算可得到被测物体表面的三维坐标数据。通过平面反射镜2的转动使光平面快速扫过被测物体表面，就可以完整地构建整个物体表面的三维点云图像，获得被测物体表面的特征数据。

本发明适合深海原位测量的激光高速线扫描双目视觉三维成像装置如图2 所示，是一种能适应深海原位测量的激光高速线扫描双目视觉三维成像装置。根据上述发明的构思，本发明采用下述技术方案：

一种适合深海原位测量的激光高速线扫描双目视觉三维成像装置，包括单独封装的相机单元舱甲、密封连接管甲、单独封装的计算扫描单元舱、密封连接管乙和单独封装的相机单元舱乙，其特征在于：所述相机单元舱甲与计算扫描单元舱通过密封连接管甲固定连接，相机单元舱乙与计算扫描单元舱通过密封连接管乙固定连接。

所述单独封装的相机单元舱甲与单独封装的相机单元舱乙结构完全相同：包括螺旋挡圈、橡胶“o”型密封圈、光学窗片、橡胶“o” 型密封圈、相机舱桶体、连接端口、相机、橡胶“o” 型密封圈及后端盖，所述相机舱桶体的前端内孔中开有两个环形槽，光学窗片放置在两个环形槽之间；靠近相机桶体前端的环形槽中放置有螺旋挡圈及橡胶“o”型密封圈，螺旋挡圈外径大于光学窗片的直径，而内径小于光学窗片的直径，起到固定橡胶“o”密封圈及光学窗片的作用。橡胶密封圈与光学窗片外端面及相机桶体的内表面接触，起到外密封作用；橡胶“o”型密封圈放置在另一个环形槽中，并与光学窗片内端面及相机桶体的内表面接触，起到内密封作用；连接端口与中空的密封连接管固定连接；相机通过一连接板固定支撑在后端盖上；相机桶体与后端盖之间通过橡胶“o”型密封圈进行密封；光学窗片、相机桶体与后端盖的厚度，根据所选用的材料，按照装置工作的设计水深计算决定。

所述密封连接管甲和密封连接管乙的结构完全相同：包括橡胶“o”型密封圈、连接接头、中空连接管、连接接头及橡胶“o” 型密封圈,中空的连接管一端与相机单元的连接端口之间由橡胶“o” 型密封圈进行密封，并经连接管的连接接头进行固定连接；中空连接管另一端与计算扫描单元舱的连接端口之间由橡胶“o” 型密封圈进行密封，并经连接管的连接接头进行固定连接；与相机单元舱相连的密封连接管的连接一端，折弯出相机单元舱所需的工作角度。中空连接管的壁厚，根据所选用的材料，按照装置工作的设计水深计算决定。

所述计算扫描单元舱的结构：包括螺旋挡圈、橡胶“o” 型密封圈、光学窗片、橡胶“o” 型密封圈、前端盖、橡胶“o” 型密封圈、计算单元舱桶体、连接端口、激光扫描部件、开发板、微型电脑、电源、橡胶“o” 型密封圈、后端盖、水密接插件等组成；所述前端盖的内孔中开有两个环形槽，光学窗片放置在两个环形槽之间；靠近前端盖前端的环形槽中放置有螺旋挡圈及橡胶“o” 型密封圈，螺旋挡圈外径大于光学窗片的直径，而内径小于光学窗片的直径，起到固定橡胶“o” 型密封圈及光学窗片的作用；橡胶“o” 型密封圈与光学窗片外端面及前端盖的内表面接触，起到外密封作用；橡胶“o” 型密封圈放置在另一个环形槽中，并与光学窗片内端面及前端盖的内表面接触，起到内密封作用。橡胶“o” 型密封圈起到密封前端盖与计算单元舱桶体的作用；同理，橡胶“o” 型密封圈起到密封后端盖与计算单元舱桶体的作用。激光扫描部件、开发板、微型电脑、电源等通过支撑板固定在后端盖上；水密接插件连接上位机与微型电脑，通过网口实现二者的通讯;激光扫描部件发出的线结构光透过光学窗片对被测物体进行扫描；光学窗片、计算单元舱桶体、前端盖)、后端盖的厚度，根据所选用的材料，按照装置工作的设计水深计算决定。

所述激光扫描部件结构：包括激光器、平面反射镜、微型减速箱、平面反射镜、光束变形器和电机，所述激光器发出一束激光，经45°放置的平面反射镜反射，使得激光发射方向与原方向垂直，再经光束变形器变成一发散的扇形线结构光，经平面反射镜，透过光学窗片出射；电机经微型减速箱，带动平面反射镜转动，使出射的线结构光发生偏转扫描。

所述电气连接结构是：相机的总线扩展器GPIO通过中空的密封连接管连接到开发板上，微型电脑连接开发板，采用USB3.0通信方式与相机之间传输图像；微型电脑通过RS485通信方式控制电机的速度与转角；上位机通过水密接插件与微型电脑连接，两者通过网口实现通讯。

工作原理是：激光器发出一线结构光，经平面反射镜反射，透过光学窗片，投射于被测深海物体表面，形成由被测物体表面形状所调制的变形光条，变形光条漫反射光经光学窗片，被二维相机记录，获得经被测物体表面调制变形光条的二维图像，依据双目视觉成像原理，经计算可得到被测物体表面的三维坐标数据; 通过平面反射镜的转动使光平面快速扫过被测物体表面，就可以完整地构建整个物体表面的三维点云图像，获得被测物体表面的特征数据。

本发明与现有技术相比较，具有如下显而易见的突出实质性特点和显著技术进步：

依据双目视觉成像原理，发明的适合深海原位测量的激光高速线扫描双目视觉三维成像装置既能耐深海静水高压，又能满足装置的工作原理、结构布局，实现对深海物体进行原位激光扫描成像，为深海生物资源、矿产资源、考古打捞等方面的调查、勘探提供技术手段。

附图说明

图1激光高速线扫描双目视觉三维成像装置工作原理图；

图2激光高速线扫描双目视觉三维成像装置整体结构图；

图3相机单元舱结构示意图；

图4密封连接管结构示意图；

图5计算扫描单元舱结构示意图；

图6激光扫描部件结构示意图；

图7电气单元部件连接示意图。

具体实施方式

以下优选实施例将结合附图对本发明作进一步的说明。

实施例一：参见图1 ～图7，适合深海原位测量的激光高速线扫描双目视觉三维成像装置。包括单独封装的相机单元舱甲、密封连接管甲、单独封装的计算扫描单元舱、密封连接管乙和单独封装的相机单元舱乙，其特征在于：所述相机单元舱甲与计算扫描单元舱通过密封连接管甲固定连接，相机单元舱乙与计算扫描单元舱通过密封连接管乙固定连接。

实施例二：本实施例与实施例一基本相同，特别之处如下：

所述单独封装的相机单元舱甲与单独封装的相机单元舱乙结构完全相同：包括螺旋挡圈、橡胶“o”型密封圈、光学窗片、橡胶“o” 型密封圈、相机舱桶体、连接端口、相机、橡胶“o”型密封圈及后端盖，所述相机舱桶体的前端内孔中开有两个环形槽，光学窗片放置在两个环形槽之间；靠近相机桶体前端的环形槽中放置有螺旋挡圈及橡胶“o”型密封圈，螺旋挡圈外径大于光学窗片的直径，而内径小于光学窗片的直径，起到固定橡胶“o”密封圈及光学窗片的作用；橡胶密封圈与光学窗片外端面及相机桶体的内表面接触，起到外密封作用；橡胶“o”型密封圈放置在另一个环形槽中，并与光学窗片内端面及相机桶体的内表面接触，起到内密封作用；连接端口与中空的密封连接管固定连接；相机通过一连接板固定支撑在后端盖上；相机桶体与后端盖之间通过橡胶“o”型密封圈进行密封；光学窗片、相机桶体与后端盖的厚度，根据所选用的材料，按照装置工作的设计水深计算决定。

所述密封连接管甲和密封连接管乙的结构完全相同：包括橡胶“o”型密封圈、连接接头、中空连接管、连接接头及橡胶“o” 型密封圈,中空的连接管一端与相机单元的连接端口之间由橡胶“o” 型密封圈进行密封，并经连接管的连接接头进行固定连接；中空连接管另一端与计算扫描单元舱的连接端口之间由橡胶“o” 型密封圈进行密封，并经连接管的连接接头进行固定连接；与相机单元舱相连的密封连接管的连接一端，折弯出相机单元舱所需的工作角度。中空连接管的壁厚，根据所选用的材料，按照装置工作的设计水深计算决定。

所述计算扫描单元舱的结构：包括螺旋挡圈、橡胶“o” 型密封圈、光学窗片、橡胶“o” 型密封圈、前端盖、橡胶“o” 型密封圈、计算单元舱桶体、连接端口、激光扫描部件、开发板、微型电脑、电源、橡胶“o” 型密封圈、后端盖、水密接插件等组成；所述前端盖的内孔中开有两个环形槽，光学窗片放置在两个环形槽之间；靠近前端盖前端的环形槽中放置有螺旋挡圈及橡胶“o” 型密封圈，螺旋挡圈外径大于光学窗片的直径，而内径小于光学窗片的直径，起到固定橡胶“o” 型密封圈及光学窗片的作用；橡胶“o” 型密封圈与光学窗片外端面及前端盖的内表面接触，起到外密封作用；橡胶“o” 型密封圈放置在另一个环形槽中，并与光学窗片内端面及前端盖的内表面接触，起到内密封作用。橡胶“o” 型密封圈起到密封前端盖与计算单元舱桶体的作用；同理，橡胶“o” 型密封圈起到密封后端盖与计算单元舱桶体的作用。激光扫描部件、开发板、微型电脑、电源等通过支撑板固定在后端盖上；水密接插件连接上位机与微型电脑，通过网口实现二者的通讯;激光扫描部件发出的线结构光透过光学窗片对被测物体进行扫描；光学窗片、计算单元舱桶体、前端盖)、后端盖的厚度，根据所选用的材料，按照装置工作的设计水深计算决定。

所述激光扫描部件结构：包括激光器、平面反射镜、微型减速箱、平面反射镜、光束变形器和电机，所述激光器发出一束激光，经45°放置的平面反射镜反射，使得激光发射方向与原方向垂直，再经光束变形器变成一发散的扇形线结构光，经平面反射镜，透过光学窗片出射；电机经微型减速箱，带动平面反射镜转动，使出射的线结构光发生偏转扫描。

所述电气连接结构是：相机的总线扩展器GPIO通过中空的密封连接管连接到开发板上，微型电脑连接开发板，采用USB3.0通信方式与相机之间传输图像；微型电脑通过RS485通信方式控制电机的速度与转角；上位机通过水密接插件与微型电脑连接，两者通过网口实现通讯。

工作原理是：激光器发出一线结构光，经平面反射镜反射，透过光学窗片，投射于被测深海物体表面，形成由被测物体表面形状所调制的变形光条，变形光条漫反射光经光学窗片，被二维相机记录，获得经被测物体表面调制变形光条的二维图像，依据双目视觉成像原理，经计算可得到被测物体表面的三维坐标数据; 通过平面反射镜的转动使光平面快速扫过被测物体表面，就可以完整地构建整个物体表面的三维点云图像，获得被测物体表面的特征数据。

实施例三：适合深海原位测量的激光高速线扫描双目视觉三维成像装置，是一种能适应深海原位测量的激光高速线扫描双目视觉三维成像装置，主要由图2中各部件组成：单独封装的相机单元舱9、密封连接管10、单独封装的计算扫描单元舱11、密封连接管12、单独封装的相机单元舱13组成。为达到上述目的，作为实施例，本发明采用如下技术方案：

1，装置整体结构：为达到深海耐静水高压的目的，装置整体结构采用各部分单独封装形式，如图2所示。它由单独封装的相机单元舱9、密封连接管10、单独封装的计算扫描单元舱11、密封连接管12、单独封装的相机单元舱13组成。相机单元舱9与计算扫描单元11通过密封连接管10固定连接，相机单元舱13与计算扫描单元11通过密封连接管12固定连接。作为实施例，相机单元舱9和相机单元舱13之间的基线距离为1200mm。

2，相机单元舱结构：涉及图2中相机相机单元舱9、13，其结构如图3所示，它由螺旋挡圈14、橡胶“o”型密封圈15、光学窗片6（8）（图1）、橡胶“o” 型密封圈16、相机舱桶体17、连接端口18、相机5（7）（图1）、橡胶“o” 型密封圈19及后端盖20组成。相机舱桶体17的前端内孔中开有两个环形槽，光学窗片6（8）（图1）放置在两个环形槽之间。靠近相机桶体17前端的环形槽中放置有螺旋挡圈14及橡胶“o”型密封圈15，螺旋挡圈14外径大于光学窗片6（8）的直径，而内径小于光学窗片6（8）的直径，起到固定橡胶“o”密封圈15及光学窗片6（8）的作用；橡胶密封圈15与光学窗片6（8）（图1）外端面及相机桶体17的内表面接触，起到外密封作用。橡胶“o”型密封圈16放置在另一个环形槽中，并与光学窗片6（8）（图1）内端面及相机桶体17的内表面接触，起到内密封作用。连接端口18与中空的密封连接管10（12）（图2）固定连接。相机5（7）通过一连接板固定支撑在后端盖20上。相机桶体17与后端盖20之间通过橡胶“o”型密封圈19进行密封。光学窗片6（8）、相机桶体17与后端盖20的厚度，根据所选用的材料，按照装置工作的设计水深计算决定。作为实施例，装置的设计水深是4000米，按照按照海洋仪器基本环境试验方法HY016.15-1992要求，相机舱桶体17的高度为225mm、外径78mm、内径62mm、舱体壁厚8 mm，材料为钛合金TC4；后端盖20的直径为78mm，厚度22mm，材料为钛合金TC4；光学窗片6（8）的材料为蓝宝石玻璃，厚度12mm。

3，密封连接管结构：涉及图2中密封连接管10、12，其结构如图4所示，它由橡胶“o”型密封圈21、连接接头22、中空密封连接管10（12）（图2）、连接接头23及橡胶“o” 型密封圈24组成。中空的密封连接管10（12）一端与相机单元的连接端口18（图3）之间由橡胶“o” 型密封圈24进行密封，并经连接管的连接接头23进行固定连接。中空的密封连接管10（12）另一端与计算扫描单元舱的连接端口31（图5）之间由橡胶“o” 型密封圈21进行密封，并经连接管的连接接头22进行固定连接。与相机单元舱9（13）（图2）相连的密封连接管10（12）（图2）的连接一端，折弯出相机单元舱9（13）（图2）所需的工作角度。中空密封连接管10（12）的壁厚，根据所选用的材料，按照装置工作的设计水深计算决定。作为实施例，装置的设计水深是4000米，按照按照海洋仪器基本环境试验方法HY016.15-1992要求，中空密封连接管10（12）的内径18mm，外径32mm，壁厚7mm，材料为钛合金TC4。

4，计算扫描单元舱结构：如图5所示，它由螺旋挡圈25、橡胶“o” 型密封圈26、光学窗片3（图1）、橡胶“o” 型密封圈27、前端盖28、橡胶“o” 型密封圈29、计算单元舱桶体30、连接端口31、激光扫描部件32、开发板33、微型电脑34、电源35、橡胶“o” 型密封圈36、后端盖37、水密接插件38等组成。前端盖28的内孔中开有两个环形槽，光学窗片3（图1）放置在两个环形槽之间。靠近前端盖28前端的环形槽中放置有螺旋挡圈25及橡胶“o” 型密封圈26，螺旋挡圈25外径大于光学窗片3的直径，而内径小于光学窗片3的直径，起到固定橡胶“o” 型密封圈26及光学窗片3的作用。橡胶“o” 型密封圈26与光学窗片3外端面及前端盖28的内表面接触，起到外密封作用。橡胶“o” 型密封圈27放置在另一个环形槽中，并与光学窗片3内端面及前端盖28的内表面接触，起到内密封作用。橡胶“o” 型密封圈29起到密封前端盖28与计算单元舱桶体30的作用。同理，橡胶“o” 型密封圈36起到密封后端盖37与计算单元舱桶体30的作用。激光扫描部件32、开发板33、微型电脑34、电源35等通过支撑板固定在后端盖37上。水密接插件38连接上位机与微型电脑34，通过网口实现二者的通讯。激光扫描部件32发出的线结构光透过光学窗片3对被测物体进行扫描。光学窗片3、计算单元舱桶体30、前端盖28、后端盖37的厚度，根据所选用的材料，按照装置工作的设计水深计算决定。作为实施例，装置的设计水深是4000米，按照海洋仪器基本环境试验方法HY016.15-1992要求，计算扫描单元舱桶体30的高度为592mm、外径154mm、内径130mm、舱体壁厚11mm，材料为钛合金TC4；前端盖28的直径154mm，厚度40mm，材料为钛合金TC4；后端盖37的的直径154mm，厚度34mm，材料为钛合金TC4；光学窗片3的材料为蓝宝石玻璃，厚度12mm。

5，激光扫描部件结构：如图6所示，它由激光器1（图1）、平面反射镜39、微型减速箱40、平面反射镜2（图1）、光束变形器41、电机42等组成。激光器1发出一束激光，经45°放置的平面反射镜39反射，使得激光发射方向与原方向垂直，再经光束变形器41变成一发散的扇形线结构光，经平面反射镜2，透过光学窗片3（图2）出射。电机42经微型减速箱40，带动平面反射镜2转动，使出射的线结构光发生偏转扫描。

6，电气单元部件连接：如图7所示，它由激光器1（图1）、相机5（7）（图1）、开发板33（图5）、微型电脑34（图5）、工作电源35（图5）、水密接插件38（图5）、电机42（图6）等组成。相机5（7）的总线扩展器GPIO通过中空的密封连接管10（12）（图2）连接到开发板33上，微型电脑34连接开发板33，采用USB3.0通信方式与相机5（7）之间传输图像。微型电脑34通过RS485通信方式控制电机42的速度与转角。上位机通过水密接插件38与微型电脑34连接，两者通过网口实现通讯。作为实施例，对主要电器单元部件进一步设计如下：

（1）电机42：采用TSM11Q-1RM型号的步进伺服电机，其供电电压为19V，由24V-19V变压器提供，19V电源线正负极连接电机正负极（红黑两线）。电机42选择RS485通信方式，通过USB转RS485接头，将电机42通信线的RXD+、TXD+与RS485的A端链接，将RXD-、TXD-与RS485的B端链接，实现电机42与上位机之间的通信。同时，用户通过串口向电机42发送指令，向电机内预先设定好的寄存器内赋值，以此来控制电机的速度与转角。

（2）激光器1：采用OSELA公司的ILS-520-1000-RS-D-60-CC，其波长为520nm，功率为1000mw，电源供电由24V-19V变压器提供，激光器1正极接19V一端正极，负极接继电器一端，继电器另一端接19V一端负极。；

（3）相机5、7：采用GS3-U3-32S4M-CpointGrey型号的相机，其分辨率为2048 x1536，帧率为121fps，由24V-19V变压器提供19V供电电压，19V电源线正负极连接相机5,7的总线扩展器 GPIO电源线两端。相机5,7通过USB3.0数据线连接到微型电脑NUC34上进行图像的传输。相机5,7的触发线选择GPIO上的绿色线与紫色线，绿色线接开发板Arduino33上的触发脚，紫色线接开发板Arduino33上的接地脚。

作为实施例，本发明适合深海原位测量的激光高速线扫描双目视觉三维成像装置，达到的技术性能指标如下：最大工作水深为4000米，工作距离景深范围2m-3m，在工作距离3m时，扫描范围≥2m×2m，在工作范围内的测量精度≤3mm（标准差）。

Claims (7)

1.适合深海原位测量的激光高速线扫描双目视觉三维成像装置，包括单独封装的相机单元舱甲（9）、密封连接管甲（10）、单独封装的计算扫描单元舱（11）、密封连接管乙（12）和单独封装的相机单元舱乙（13），其特征在于：所述相机单元舱甲（9）与计算扫描单元舱（11）通过密封连接管甲（10）固定连接，相机单元舱乙（13）与计算扫描单元舱（11）通过密封连接管乙（12）固定连接。

2.根据权利要求1所述的适合深海原位测量的激光高速线扫描双目视觉三维成像装置，其特征在于：所述单独封装的相机单元舱甲（9）与单独封装的相机单元舱乙（13）结构完全相同：包括螺旋挡圈（14）、橡胶“o”型密封圈（15）、光学窗片（6、8）、橡胶“o” 型密封圈（16）、相机舱桶体（17）、连接端口（18）、相机（5、7）、橡胶“o” 型密封圈（19）及后端盖(20)，所述相机舱桶体（17）的前端内孔中开有两个环形槽，光学窗片（6、8）放置在两个环形槽之间；靠近相机桶体（17）前端的环形槽中放置有螺旋挡圈（14）及橡胶“o”型密封圈（15），螺旋挡圈（14）外径大于光学窗片（6、8）的直径，而内径小于光学窗片（6、8）的直径，起到固定橡胶“o”密封圈（15）及光学窗片（6、8）的作用；橡胶密封圈（15）与光学窗片（6、8）外端面及相机桶体（17）的内表面接触，起到外密封作用；橡胶“o”型密封圈（16）放置在另一个环形槽中，并与光学窗片（6、8）内端面及相机桶体（17）的内表面接触，起到内密封作用；连接端口（18）与中空的密封连接管（10、12）固定连接；相机（5、7）通过一连接板固定支撑在后端盖（20）上；相机桶体（17）与后端盖（20）之间通过橡胶“o”型密封圈（19）进行密封；光学窗片（6、8）、相机桶体（17）与后端盖（20）的厚度，根据所选用的材料，按照装置工作的设计水深计算决定。

3.根据权利要求2所述的适合深海原位测量的激光高速线扫描双目视觉三维成像装置，其特征在于：所述密封连接管甲（10）和密封连接管乙（12）的结构完全相同：包括橡胶“o”型密封圈（21）、连接接头（22）、中空连接管（10、12）、连接接头（23）及橡胶“o” 型密封圈（24）,中空连接管(10、12）一端与相机单元的连接端口（18）之间由橡胶“o” 型密封圈（24）进行密封，并经连接管的连接接头（23）进行固定连接；中空的连接管（10、12）另一端与计算扫描单元舱的连接端口（31）之间由橡胶“o” 型密封圈（21）进行密封，并经连接管的连接接头（22）进行固定连接；与相机单元舱（9、13）相连的密封连接管（10、12）的连接一端，折弯出相机单元舱（9、13）所需的工作角度，中空连接管（10、12）的壁厚，根据所选用的材料，按照装置工作的设计水深计算决定。

4.根据权利要求3所述的适合深海原位测量的激光高速线扫描双目视觉三维成像装置，其特征在于：所述计算扫描单元舱（11）结构：包括螺旋挡圈（25）、橡胶“o” 型密封圈（26）、光学窗片（3）、橡胶“o” 型密封圈（27）、前端盖（28）、橡胶“o” 型密封圈（29）、计算单元舱桶体（30）、连接端口（31）、激光扫描部件(32)、开发板（33）、微型电脑（34）、电源（35）、橡胶“o” 型密封圈（36）、后端盖（37）、水密接插件（38）等组成；所述前端盖（28）的内孔中开有两个环形槽，光学窗片（3）放置在两个环形槽之间；靠近前端盖（28）前端的环形槽中放置有螺旋挡圈（25）及橡胶“o” 型密封圈（26），螺旋挡圈（25）外径大于光学窗片（3）的直径，而内径小于光学窗片（3）的直径，起到固定橡胶“o” 型密封圈（26）及光学窗片（3）的作用；橡胶“o” 型密封圈（26）与光学窗片（3）外端面及前端盖（28）的内表面接触，起到外密封作用；橡胶“o” 型密封圈（27）放置在另一个环形槽中，并与光学窗片（3）内端面及前端盖(28)的内表面接触，起到内密封作用，橡胶“o” 型密封圈(29)起到密封前端盖(28)与计算单元舱桶体(30)的作用；同理，橡胶“o” 型密封圈(36)起到密封后端盖（37）与计算单元舱桶体（30）的作用，激光扫描部件（32）、开发板（33）、微型电脑(34)、电源（35）等通过支撑板固定在后端盖（37）上；水密接插件（38）连接上位机与微型电脑(34)，通过网口实现二者的通讯；激光扫描部件(32)发出的线结构光透过光学窗片(3)对被测物体进行扫描；光学窗片(3)、计算单元舱桶体(30)、前端盖(28)、后端盖（37）的厚度，根据所选用的材料，按照装置工作的设计水深计算决定。

5.根据权利要求4所述的适合深海原位测量的激光高速线扫描双目视觉三维成像装置，其特征在于：所述激光扫描部件（32）的结构：包括激光器（1）、平面反射镜（39）、微型减速箱（40）、平面反射镜（2）、光束变形器（41）和电机（42），所述激光器（1）发出一束激光，经45°放置的平面反射镜（39）反射，使得激光发射方向与原方向垂直，再经光束变形器（41）变成一发散的扇形线结构光，经平面反射镜（2），透过光学窗片（3）出射；电机（42）经微型减速箱（40），带动平面反射镜（2）转动，使出射的线结构光发生偏转扫描。

6.根据权利要求5所述的适合深海原位测量的激光高速线扫描双目视觉三维成像装置，其特征在于电气连接结构是：相机(5、7）的总线扩展器GPIO通过中空的密封连接管（10、12）连接到开发板（33）上，微型电脑（34）连接开发板(33)，采用USB3.0通信方式与相机(5、7）之间传输图像；微型电脑（34）通过RS485通信方式控制电机（42）的速度与转角；上位机通过水密接插件（38）与微型电脑（34）连接，两者通过网口实现通讯。

7.根据权利要求6所述的适合深海原位测量的激光高速线扫描双目视觉三维成像装置工作原理，其特征在于：激光器（1）发出一线结构光，经平面反射镜（2）反射，透过光学窗片（3），投射于被测深海物体表面（4），形成由被测物体表面形状所调制的变形光条，变形光条漫反射光经光学窗片（6、8），被二维相机（5、7）记录，获得经被测物体表面调制变形光条的二维图像，依据双目视觉成像原理，经计算可得到被测物体表面的三维坐标数据; 通过平面反射镜（2）的转动使光平面快速扫过被测物体表面，就可以完整地构建整个物体表面的三维点云图像，获得被测物体表面的特征数据。