CN114425145A

CN114425145A - 一种实时增强水下环境能见度的潜水镜

Info

Publication number: CN114425145A
Application number: CN202210238931.XA
Authority: CN
Inventors: 付先平; 林鹏; 顾豫; 王辉兵
Original assignee: Dalian Maritime University
Current assignee: Dalian Maritime University
Priority date: 2022-03-11
Filing date: 2022-03-11
Publication date: 2022-05-03

Abstract

本发明提供一种实时增强水下环境能见度的潜水镜，包括：摄像机、激光灯、镜片、半透显示器、固定带和镜框；所述镜片嵌设于所述镜框内，所述摄像机设于所述镜框上边，所述激光灯设于所述镜框的两侧，所述半透显示器设于所述镜框内侧，所述固定带的两端与所述镜框的两端连接。本发明公开的一种实时增强水下环境能见度的潜水镜，通过水下高清相机和半透显示器实现对水下环境的实时获取、增强和显示，使潜水员在低照度、过度色偏和严重模糊的情况下，仍然可以获得清晰真实的图像，克服了潜水员在水下视觉受限的问题，使潜水员更高效的完成水下作业。

Description

一种实时增强水下环境能见度的潜水镜

技术领域

本发明涉及潜水装备领域，尤其涉及一种实时增强水下环境能见度的潜水镜。

背景技术

职业潜水员在进行潜水作业时往往需要佩戴潜水镜，潜水镜能够保护潜水员的眼睛免受海水刺激，辅助潜水员看清水下环境。

但是，在复杂的海洋环境中，由于光照、悬浮粒子、光的散射与吸收的影响，水下场景往往存在低照度、过度色偏、严重模糊的问题。潜水员在这种低能见度环境下辨别目标，进行作业是极其困难的，多数情况下需要通过触觉来辨识目标，作业效率低下，作业范围小。

发明内容

本发明提供一种实时增强水下环境能见度的潜水镜，以解决上述问题。

一种实时增强水下环境能见度的潜水镜，包括：摄像机、激光灯、镜片、半透显示器、固定带和镜框；

所述镜片嵌设于所述镜框内，所述摄像机设于所述镜框上边，所述激光灯设于所述镜框的两侧，所述半透显示器设于所述镜框内侧，所述固定带的两端与所述镜框的两端连接。

进一步地，还包括设于所述镜框一侧的旋钮，所述旋钮包括转动端和连接端，所述转动端设于所述镜框的外侧，所述连接端设于所述镜框的内侧，所述半透显示器的一端与所述转动端连接，另一端与所述镜框转动连接。

进一步地，所述镜框包括框体和设于所述框体上的檐体，所述檐体内侧凹陷形成容纳腔，所述半透显示器可转动至所述容纳腔内。

进一步地，所述连接端与所述半透显示器之间设有连接件，所述连接件上设有限位柱，所述镜框内侧设有限位滑槽，所述限位柱处于所述限位滑槽内，所述旋钮转动时，所述限位柱能够在所述限位滑槽内运动。

进一步地，还包括设于所述固定带上的控制盒和设于所述镜框上的深度传感器，所述控制盒包括盒体和设于所述盒体内的电池以及控制单元，所述控制单元与所述深度传感器、摄像机、激光灯和半透显示器电连接。

本发明公开的一种实时增强水下环境能见度的潜水镜，通过水下高清相机和半透显示器实现对水下环境的实时获取、增强和显示，使潜水员在低照度、过度色偏和严重模糊的情况下，仍然可以获得清晰真实的图像，克服了潜水员在水下视觉受限的问题，使潜水员更高效的完成水下作业。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，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为本发明实施例中公开的一种实时增强水下环境能见度的潜水镜结构示意图；

图2为本发明实施例中公开的一种实时增强水下环境能见度的潜水镜结构后视示意图；

图3为图2中B部分的放大图；

图4为本发明实施例中公开的一种实时增强水下环境能见度的潜水镜结构俯视示意图；

图5为图4中A-A视角剖视图。

图中：

1、摄像机；2、激光灯；3、镜片；4、半透显示器；5、固定带；6、镜框；7、旋钮；8、转动端；9、连接端；10、框体；11、檐体；12、连接件；13、限位柱；14、限位滑槽；15、控制盒；16、深度传感器。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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作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。

如图1-5所示，一种实时增强水下环境能见度的潜水镜，包括：摄像机1、激光灯2、镜片3、半透显示器4、固定带5和镜框6；

所述镜片3嵌设于所述镜框6内，所述摄像机1设于所述镜框6上边，所述激光灯2设于所述镜框6的两侧，所述半透显示器4设于所述镜框6内侧，所述固定带5的两端与所述镜框6的两端连接。

激光灯可以为水下环境补光，摄像机1拍摄水下画面，经过控制盒15中内嵌的水下图像增强算法处理后通过半透显示器4显示，使潜水员可以获得清晰真实的图像。

镜框的边缘设有硅胶封边，与潜水员面部贴合，防止进水，半透显示器4为50％半透显示器，处于在镜框6内，并处于镜片3内侧，镜片采用钢化光学防爆镜片抗冲击强度好，不易碎，安全性高，即使破碎也不会对携带者造成伤害。半透显示器4与镜片均为曲面结构，且形状相适应，方便观察且显示视角广。半透显示器4可以使潜水员透过显示器看到外面的环境，也可以通过显示器看到摄像机拍摄的画面。

本实施例中，还包括设于所述镜框一侧的旋钮7，所述旋钮7包括转动端8和连接端9，所述转动端8设于所述镜框6的外侧，所述连接端9设于所述镜框6的内侧，所述半透显示器4的一端与所述转动端8连接，另一端与所述镜框6转动连接。所述镜框6包括框体10和设于所述框体10上的檐体11，所述檐体11内侧凹陷形成容纳腔，所述半透显示器4可转动至所述容纳腔内。在光照度较好，视野较为清晰的水下环境中，半透显示器4可以在旋钮7的驱动下转动至容纳腔中，潜水员直接通过镜片观察水下环境，在较为浑浊恶劣的水下环境中，潜水员可将半透显示器4转动放下，通过显示器显示画面，辅助观察水下环境。

所述连接端9与所述半透显示器4之间设有连接件12，所述连接件12上设有限位柱13，所述镜框6内侧设有限位滑槽14，所述限位柱13处于所述限位滑槽14内，所述旋钮7转动时，所述限位柱13能够在所述限位滑槽14内运动。

限位柱13在限位滑槽内滑动，转动时，限位滑槽14的两端为半透显示器转动的两个极限位置，防止转动过度，显示器发生碰撞损坏，或碰触人体皮肤，造成漏水或皮肤损伤等安全隐患。

本实施例中，还包括设于所述固定带上的控制盒15和设于所述镜框6上的深度传感器16，所述控制盒15包括盒体和设于所述盒体内的电池以及控制单元，所述控制单元与所述深度传感器16、摄像机1、激光灯2和半透显示器4电连接。电池为12V 6800mAH储蓄电池组，控制单元为NVIDIA Jetson AGX Xavier中央控制单元，盒体上设有type-c充电口、电源输入、电源输出、总电源开关和灯光开光，均设有防水结构。控制盒位于穿戴者的后脑部位，控制盒上装有整个系统及灯光的控制按钮，分别控制系统的开关与激光灯的亮度，此设计可平衡头部负担，最小化潜水镜对头部运动的限制，使穿戴者在水下的动作更加自如。

除了增加清晰度以外，针对潜水娱乐人群，该潜水镜可作为水下VR眼镜，增加娱乐效果与趣味性。针对水下抢险救援，该潜水镜具有实时增强水下环境清晰度的功能且可承受水下100米深的水压。可帮助潜水员定位水下海产品。

工作过程：

1、高清水下摄像机捕获当前穿戴者的视野，并以视频的形式传输到控制盒中的控制单元，既Jetson AGX Xavier；然后中央控制单元对视频进行解码处理，得到每一帧的图像；

2、中央控制单元采用隔帧处理的策略选取待处理图像，然后将选取的每帧图像送入水下图像增强算法进行增强处理，得到颜色，对比度，亮度优化后的清晰水下图像；

3、中央控制单元结合获取的深度信息与增强后的清晰水下图像进行视频编码并将其显示于50％半透显示器上，完成水下环境实时增强与信息获取的任务。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims

1.一种实时增强水下环境能见度的潜水镜，其特征在于，包括：摄像机、激光灯、镜片、半透显示器、固定带和镜框；

2.根据权利要求1所述的一种实时增强水下环境能见度的潜水镜，其特征在于，还包括设于所述镜框一侧的旋钮，所述旋钮包括转动端和连接端，所述转动端设于所述镜框的外侧，所述连接端设于所述镜框的内侧，所述半透显示器的一端与所述转动端连接，另一端与所述镜框转动连接。

3.根据权利要求2所述的一种实时增强水下环境能见度的潜水镜，其特征在于，所述镜框包括框体和设于所述框体上的檐体，所述檐体内侧凹陷形成容纳腔，所述半透显示器可转动至所述容纳腔内。

4.根据权利要求2所述的一种实时增强水下环境能见度的潜水镜，其特征在于，所述连接端与所述半透显示器之间设有连接件，所述连接件上设有限位柱，所述镜框内侧设有限位滑槽，所述限位柱处于所述限位滑槽内，所述旋钮转动时，所述限位柱能够在所述限位滑槽内运动。

5.根据权利要求1所述的一种实时增强水下环境能见度的潜水镜，其特征在于，还包括设于所述固定带上的控制盒和设于所述镜框上的深度传感器，所述控制盒包括盒体和设于所述盒体内的电池以及控制单元，所述控制单元与所述深度传感器、摄像机、激光灯和半透显示器电连接。