ITRM20080637A1

ITRM20080637A1 - UNDERWATER DEVICE FOR THE ACQUISITION AND RECORDING OF HIGH-RESOLUTION STEREOGRAMS.

Info

Publication number: ITRM20080637A1
Application number: IT000637A
Authority: IT
Inventors: Fiorello Cavallini; Sergio Taraglio
Original assignee: Enea Ente Nuove Tec
Priority date: 2008-11-28
Filing date: 2008-11-28
Publication date: 2010-05-29

Description

Descrizione dell’invenzione industriale dal titolo: DISPOSITIVO SUBACQUEO PER L’ACQUISIZIONE E LA REGISTRAZIONE DI STEREOGRAMMI AD ELEVATA RISOLUZIONE; Description of the industrial invention entitled: UNDERWATER DEVICE FOR THE ACQUISITION AND RECORDING OF HIGH RESOLUTION STEREOGRAMS;

La presente invenzione si riferisce al settore dell’archeologia subacquea, ed in particolare riguarda un dispositivo subacqueo per l’acquisizione di immagini stereoscopiche ad alta risoluzione che permette una migliore analisi tridimensionale dei reperti archeologici giacenti sul fondo di mari o laghi rispetto ai tradizionali dispositivi stereoscopici. The present invention refers to the underwater archeology sector, and in particular it concerns an underwater device for the acquisition of high resolution stereoscopic images which allows a better three-dimensional analysis of the archaeological finds lying on the bottom of seas or lakes compared to traditional stereoscopic devices. .

Attualmente, mediante la stereoscopia è possibile ricavare la tridimensionalità di una scena a partire da una coppia di immagini, prese da due punti di vista differenti. Currently, through stereoscopy it is possible to obtain the three-dimensionality of a scene starting from a pair of images, taken from two different points of view.

Infatti, dalle differenze di parallasse è possibile ricostruire le posizioni degli oggetti ed, in generale, il contenuto tridimensionale della scena che viene ripresa. In fact, from the parallax differences it is possible to reconstruct the positions of the objects and, in general, the three-dimensional content of the scene being shot.

Nell’ambito della stereoscopia subacquea, sono note due categorie di dispositivi stereoscopici: In the context of underwater stereoscopy, two categories of stereoscopic devices are known:

- la prima è rappresentata da dispositivi stereoscopici terrestri ad uso amatoriale, siano essi commerciali o auto costruiti, i quali sono protetti da una qualche forma di scatola stagna, con lo svantaggio che la massima profondità che possono raggiungere non supera i 50m; - the first is represented by terrestrial stereoscopic devices for amateur use, whether they are commercial or self-built, which are protected by some form of watertight box, with the disadvantage that the maximum depth they can reach does not exceed 50m;

- la seconda è rappresentata da coppie di telecamere televisive standard, il cui utilizzo principale è legato all’industria del petrolio o alla zoologia marina, con lo svantaggio legato alla scarsa risoluzione delle immagini acquisite mediante dette telecamere televisive. Questi ultimi dispositivi stereoscopici sono tipicamente utilizzati per l’operatività remota di veicoli subacquei dotati di ombelicale cosiddetti ROV (Remotely Operated Vehicles). Infatti, dette telecamere sono vendute unitamente ad un monitor stereoscopico basato su occhiali speciali che permettono l’indirizzamento delle immagini riprese su due occhi dell’operatore, ricreando l’effetto tridimensionale. Le applicazioni di tali dispositivi sono la guida del ROV e l’uso dei manipolatori e attuatori a bordo del ROV stesso. - the second is represented by pairs of standard television cameras, the main use of which is related to the oil industry or marine zoology, with the disadvantage linked to the poor resolution of the images acquired by said television cameras. The latter stereoscopic devices are typically used for the remote operation of underwater vehicles equipped with umbilical so-called ROV (Remotely Operated Vehicles). In fact, these cameras are sold together with a stereoscopic monitor based on special glasses that allow the addressing of the images taken on two eyes of the operator, recreating the three-dimensional effect. The applications of these devices are driving the ROV and the use of manipulators and actuators on board the ROV itself.

Tuttavia, poiché la risoluzione delle immagini acquisite dipende dalle telecamere televisive adottate, e poiché come è noto la risoluzione video è 768 x 576 pixel, tale risoluzione è sufficiente per le applicazioni cui sono rivolte, ma è carente per una ricostruzione fotogrammetrica precisa. In aggiunta, un secondo svantaggio è che dette camere televisive sono “chiuse”, cioè non sono facilmente interfacciabili con altri sistemi. However, since the resolution of the acquired images depends on the television cameras adopted, and since the video resolution is known to be 768 x 576 pixels, this resolution is sufficient for the applications they are aimed at, but is lacking for a precise photogrammetric reconstruction. In addition, a second disadvantage is that said television cameras are "closed", ie they cannot be easily interfaced with other systems.

Un ulteriore svantaggio è dato dal fatto che ogni volta che si verifica un problema in acque profonde occorre che un operatore addetto, come ad esempio un sommozzatore o un palombaro, vada a verificare di che tipo di problema si tratta, sia esso banale oppure irrisolvibile. In ogni caso, il sommozzatore deve prima del suo intervento svolgere una preparazione fisica adeguata e successivamente all’intervento deve necessariamente essere soggetto a un periodo di riposo, e quindi di inattività, obbligatorio per il ripristino delle sue condizioni fisiche (camera iperbarica). Ciò comporta quindi l’intervento di un sommozzatore o di un palombaro anche in casi in cui, preliminarmente, basterebbe una semplice ispezione visiva, con i costi che detto intervento richiede. A further disadvantage is given by the fact that every time a problem occurs in deep water it is necessary for an operator, such as a diver or a diver, to go and check what kind of problem it is, be it trivial or unsolvable. In any case, the diver must perform adequate physical preparation before his intervention and after the intervention must necessarily be subject to a period of rest, and therefore of inactivity, mandatory for the restoration of his physical condition (hyperbaric chamber). This therefore involves the intervention of a diver or a diver even in cases where, preliminarily, a simple visual inspection would be enough, with the costs that this intervention requires.

Dal brevetto russo RU 838651, è noto un dispositivo stereoscopico automatico per fotografare sott’acqua che comprende un contenitore stagno contenente due macchine fotografiche per l’acquisizione di immagini stereoscopiche atte a essere montate su un apposito sostegno esterno. From the Russian patent RU 838651, an automatic stereoscopic device for underwater photography is known which includes a watertight container containing two cameras for the acquisition of stereoscopic images designed to be mounted on a special external support.

Dal brevetto statunitense US 6,839,082 è noto un dispositivo stereoscopico di telecamere dove le posizioni di dette telecamere possono essere variate lateralmente, tramite un motore, verso destra o verso sinistra, al variare delle condizioni di ripresa. From the US patent US 6,839,082 a stereoscopic camera device is known in which the positions of said cameras can be changed laterally, by means of a motor, to the right or to the left, as the shooting conditions vary.

Pertanto, scopo principale della presente invenzione è quello di superare detti svantaggi, fornendo un dispositivo subacqueo per l’acquisizione di immagini stereoscopiche ad alta risoluzione, consentendo una ricostruzione tridimensionale della scena ripresa più precisa. Therefore, the main purpose of the present invention is to overcome said disadvantages by providing an underwater device for the acquisition of high-resolution stereoscopic images, allowing a more precise three-dimensional reconstruction of the scene shot.

Ciò è stato ottenuto, secondo la presente invenzione, prevedendo che il dispositivo subacqueo sia dotato di: This has been achieved, according to the present invention, by providing that the underwater device is equipped with:

- un involucro al suo interno sono compresi in combinazione: - a casing inside it includes in combination:

- un telaio di supporto o mensola atta a essere ruotata per beccheggiare; - a support frame or shelf able to be rotated for pitching;

- mezzi per la rotazione di detta mensola; - means for rotating said bracket;

- mezzi per l’acquisizione di immagini stereoscopiche fissati a detta mensola; - means for the acquisition of stereoscopic images fixed to said shelf;

- mezzi per illuminare una area esterna a detto involucro fissati a detta mensola; - means for illuminating an area external to said casing fixed to said shelf;

detto involucro essendo pressurizzato e dotato di almeno una zona trasparente per consentire l’illuminazione di un’area esterna ad esso e l’acquisizione di immagini stereoscopiche tramite i detti mezzi di illuminazioni e di acquisizione. said casing being pressurized and equipped with at least one transparent area to allow the illumination of an area outside it and the acquisition of stereoscopic images through said illumination and acquisition means.

Secondo una caratteristica peculiare del trovato, per fornire una accurata ricostruzione fotogrammetrica dell’area o dei soggetti da riprendere fotograficamente, si prevede l’impiego di laser atti a proiettare un reticolo riferimento su detta area o su detti soggetti. According to a peculiar feature of the invention, to provide an accurate photogrammetric reconstruction of the area or subjects to be photographed, the use of lasers designed to project a reference grid on said area or on said subjects is envisaged.

Una migliore comprensione dell’invenzione si avrà con la seguente descrizione dettagliata e con riferimento alle figure allegate che mostrano, a puro titolo esemplificativo, una preferita forma di realizzazione. A better understanding of the invention will be obtained with the following detailed description and with reference to the attached figures which show, purely by way of example, a preferred embodiment.

Nei disegni: In the drawings:

le figure 1A e 1B mostrano una preferita forma di realizzazione di un dispositivo subacqueo per l’acquisizione di immagini stereoscopiche, oggetto dell’invenzione, rispettivamente in una vista frontale e una vista 3D; Figures 1A and 1B show a preferred embodiment of an underwater device for the acquisition of stereoscopic images, object of the invention, respectively in a front view and a 3D view;

la figura 2 mostra un particolare del trovato; Figure 2 shows a detail of the invention;

le figure 3A e 3B mostrano i due elementi di chiusura di estremità per sigillare l’involucro stagno del dispositivo di fig. 1A rispettivamente a sinistra e a destra; Figures 3A and 3B show the two end closure elements to seal the watertight envelope of the device in fig. 1A respectively to the left and to the right;

la figura 4 i componenti strutturali del trovato di fig. 1A, cui sono stati asportati i mezzi di acquisizione, i mezzi di illuminazione e i laser; figure 4 the structural components of the invention of fig. 1A, to which the acquisition means, the illumination means and the lasers have been removed;

la figura 5 mostra un particolare del dispositivo di fig. 1A relativo agli ingranaggi del motoriduttore; figure 5 shows a detail of the device of fig. 1A relating to the gearmotor gears;

la figura 6A mostra schematicamente un encoder ottico comprendente un sensore fotoelettrico ed un disco forato che viene mosso rispetto a detto sensore; figure 6A schematically shows an optical encoder comprising a photoelectric sensor and a perforated disk which is moved with respect to said sensor;

le figure 6B e 6C mostrano rispettivamente il sensore fotoelettrico ed il disco forato di fig. 6A; Figures 6B and 6C respectively show the photoelectric sensor and the perforated disk of Fig. 6A;

la figura 6D mostra, a titolo esemplificativo, che il passo tra due fori adiacenti del disco forato dell’encoder corrisponde ad una rotazione di 7.2°; Figure 6D shows, by way of example, that the pitch between two adjacent holes of the encoder perforated disk corresponds to a rotation of 7.2 °;

la figura 7 mostra un particolare del dispositivo di fig. 1A relativo ad una fotocamera e due laser, un primo laser disposto al di sopra di detta fotocamera ed un secondo laser al di sotto di essa; figure 7 shows a detail of the device of fig. 1A relating to a camera and two lasers, a first laser arranged above said camera and a second laser below it;

la figura 8 è uno schema a blocchi semplificato di mezzi per la gestione da remoto del dispositivo di fig. 1A. figure 8 is a simplified block diagram of means for remote management of the device of fig. 1A.

Con riferimento alle figure, nella preferita forma di realizzazione che si descrive, il dispositivo subacqueo per l’acquisizione di immagini stereoscopiche comprende: With reference to the figures, in the preferred embodiment that is described, the underwater device for the acquisition of stereoscopic images includes:

- un involucro I comprendente al suo interno in combinazione: - an enclosure I comprising inside it in combination:

- un telaio di supporto o mensola 2 atta a essere ruotata per beccheggiare; - a support frame or shelf 2 able to be rotated for pitching;

- mezzi 3 per la rotazione di detta mensola 2; - means 3 for rotating said shelf 2;

- mezzi 4 per l’acquisizione di immagini stereoscopiche fissati a detta mensola; - 4 means for the acquisition of stereoscopic images fixed to said shelf;

- mezzi 5 per illuminare una area esterna a detto involucro fissati a detta mensola; - means 5 for illuminating an area external to said casing fixed to said shelf;

detto involucro I essendo pressurizzato e dotato di una superficie trasparente per consentire l’illuminazione di un’area esterna ad esso e l’acquisizione di immagini stereoscopiche tramite detti mezzi di illuminazione e di acquisizione. said casing I being pressurized and equipped with a transparent surface to allow the illumination of an area outside it and the acquisition of stereoscopic images through said illumination and acquisition means.

La mensola 2 viene fatta ruotare attorno all’asse longitudinale baricentrico del dispositivo, normale cioè al piano di simmetria di traccia A-A centrale dell’involucro I, entro un intervallo angolare che va da -90° a 20°, con una risoluzione angolare di circa 1° rispetto all’orizzontale che rappresenta la direzione di riposo del dispositivo stereoscopico subacqueo. The bracket 2 is made to rotate around the barycentric longitudinal axis of the device, i.e. normal to the symmetry plane of the central trace A-A of the casing I, within an angular interval ranging from -90 ° to 20 °, with an angular resolution of approximately 1 ° with respect to the horizontal which represents the direction of rest of the underwater stereoscopic device.

La mensola 2 è stata progettata in modo da avere il baricentro sull’asse longitudinale dell’involucro I. The shelf 2 was designed so as to have the center of gravity on the longitudinal axis of the casing I.

Secondo il trovato, i mezzi 3 per la rotazione della mensola 2 comprendono un motore passo-passo che trasmette il moto a detta mensola 2 tramite un motoriduttore 7. According to the invention, the means 3 for rotating the bracket 2 comprise a step-by-step motor which transmits motion to said bracket 2 by means of a gearmotor 7.

È preferibile che il rapporto di detto motoriduttore 7 sia di 8:1. It is preferable that the ratio of said gearmotor 7 is 8: 1.

Nell’esempio che si descrive, il motoriduttore 7 è fissato ad un’estremità della mensola 2 ed il motore passopasso è posizionato in corrispondenza di detto motoriduttore 7. In the example that is described, the gearmotor 7 is fixed to one end of the shelf 2 and the stepper motor is positioned in correspondence with said gearmotor 7.

Le condizioni di fine corsa sono segnalate da due microinterruttori elettromeccanici (non mostrati nelle figure) previsti sulla mensola 2. The end-of-stroke conditions are signaled by two electromechanical microswitches (not shown in the figures) provided on the bracket 2.

Per misurare il movimento di “tilt” (beccheggio) della mensola 2 è previsto un encoder ottico E. An optical encoder E is provided to measure the “tilt” (pitching) movement of the shelf 2.

Detto encoder ottico E comprende un sensore fotoelettrico 9 ed un disco 8 che è dotato di una pluralità di fori ed è rigidamente fissato all’asse del motore passopasso. Said optical encoder E comprises a photoelectric sensor 9 and a disk 8 which is equipped with a plurality of holes and is rigidly fixed to the axis of the stepper motor.

Nell’esempio che si descrive, il numero di fori del disco 8 è pari a cinquanta per ottenere una distanza fra due fori corrispondente ad una rotazione dell’asse del motore di 7.2°. In the example that is described, the number of holes in the disc 8 is equal to fifty to obtain a distance between two holes corresponding to a rotation of the motor axis of 7.2 °.

Il motore passo passo ha un angolo minimo di step pari a 1.8° (alla minima risoluzione impostabile) pari dunque a un quarto dell’angolo tra i fori. In tal modo, dato che il motoriduttore 7 riduce l’angolo di uscita ad 1/8 dell’angolo di ingresso, a quattro step di motore corrisponderà un angolo effettivo di rotazione del telaio di supporto o mensola 2 di 0.9°. The stepper motor has a minimum step angle of 1.8 ° (at the minimum settable resolution) therefore equal to a quarter of the angle between the holes. In this way, since the gearmotor 7 reduces the exit angle to 1/8 of the entry angle, four motor steps will correspond to an effective angle of rotation of the support frame or shelf 2 of 0.9 °.

Un angolo di rotazione di 1° per la mensola 2 sarà pertanto ottenuto tramite quattro impulsi del motore passo passo. L’errore assoluto connesso a questa procedura (0.1°) può essere mantenuto inferiore a 0.5° tramite correzioni periodiche, via software, che consentono di ottenere al crescere del valore dell’angolo di spostamento un andamento dell’errore oscillante intorno al valore 0. A rotation angle of 1 ° for the bracket 2 will therefore be obtained by means of four pulses of the stepper motor. The absolute error connected to this procedure (0.1 °) can be kept below 0.5 ° through periodic corrections, via software, which make it possible to obtain an error trend oscillating around the value 0 as the value of the displacement angle increases.

I mezzi 4 per l’acquisizione delle immagini comprendono due fotocamere digitali identiche, preferibilmente con una risoluzione maggiore o uguale a 5 Mpixel, le quali sono posizionate centralmente sulla mensola 2 in modo tale che siano affiancate e tra loro allineate e che la distanza fra gli assi ottici degli obiettivi sia di 120mm (circa la distanza interpupillare umana). The means 4 for acquiring the images comprise two identical digital cameras, preferably with a resolution greater than or equal to 5 Mpixel, which are positioned centrally on the shelf 2 so that they are side by side and aligned with each other and that the distance between the optical axes of the objectives is 120mm (about the human interpupillary distance).

È noto che in acqua la luce è assorbita rapidamente all’aumentare dello spessore attraversato. Questo assorbimento è funzione della lunghezza d’onda e pertanto le caratteristiche cromatiche di un oggetto sommerso, illuminate da parte della luce solare variano con la profondità dell’oggetto stesso. Al fine di ovviare a questo inconveniente, il dispositivo subacqueo è dotato, come già accennato, di mezzi 5 per illuminare un’area esterna a all’involucro I. It is known that in water, light is rapidly absorbed as the thickness it passes through increases. This absorption is a function of the wavelength and therefore the chromatic characteristics of a submerged object, illuminated by sunlight vary with the depth of the object itself. In order to overcome this drawback, the underwater device is equipped, as already mentioned, with means 5 to illuminate an area outside the enclosure I.

Detti mezzi 5 di illuminazione comprendono due lampade alogene di tipo noto, ciascuna fissata ad un’estremità della mensola 2, preferibilmente esternamente alle fotocamere. Said lighting means 5 comprise two halogen lamps of a known type, each fixed to one end of the shelf 2, preferably externally to the cameras.

Secondo il trovato, sono previsti due schermi-luce 10, ciascuno dei quali è interposto tra una fotocamera e la lampada alogena ad essa adiacente. Ciascuno di detti schermi-luce 10 è costituito sostanzialmente da un disco, il quale è posizionato ortogonale alla mensola 2. According to the invention, two light screens 10 are provided, each of which is interposed between a camera and the halogen lamp adjacent to it. Each of said light screens 10 is substantially constituted by a disk, which is positioned orthogonal to the shelf 2.

Come già accennato, per una accurata ricostruzione fotogrammetrica digitale dell’area o dei soggetti da riprendere fotograficamente, è previsto l’impiego di laser 6 atti a definire un reticolo di riferimento sull’area o sui soggetti da riprendere fotograficamente. A tale scopo, detti laser sono equipaggiati con una microlente in grado di trasformare il fascio puntiforme del laser in una linea. Un esempio di questo tipo di lente è una lente cilindrica asferica con profilo iperbolico nota come “lente di Powell”. As already mentioned, for an accurate digital photogrammetric reconstruction of the area or subjects to be photographed, the use of lasers 6 is envisaged to define a reference grid on the area or subjects to be photographed. For this purpose, said lasers are equipped with a micro-lens capable of transforming the laser point beam into a line. An example of this type of lens is an aspherical cylindrical lens with a hyperbolic profile known as a "Powell lens".

Nell’esempio che si descrive, sono previsti quattro laser 6 che sono posizionati ai vertici di un rettangolo in corrispondenza della mezzeria degli obiettivi delle fotocamere. Pertanto, mediante detti laser 6 è possibile disegnare un riferimento rettangolare sull’area o sui soggetti che si vuole riprendere fotograficamente. In the example that is described, four lasers 6 are provided which are positioned at the vertices of a rectangle at the center line of the camera lenses. Therefore, by means of said lasers 6 it is possible to draw a rectangular reference on the area or subjects to be photographed.

Nell’esempio che si descrive, detti laser 6 sono posizionati ai vertici di un rettangolo di 120x100mm. In the example described, said lasers 6 are positioned at the vertices of a rectangle of 120x100mm.

Secondo il trovato, è possibile prevedere che dette fotocamere siano controllate da remoto. In questo caso, ciascuna fotocamera è collegata ad un computer mediante un rispettivo cavo USB, utilizzando il protocollo di comunicazione PTP (Picture Transfer Protocol). According to the invention, it is possible to provide that said cameras are remotely controlled. In this case, each camera is connected to a computer via a respective USB cable, using the PTP (Picture Transfer Protocol) communication protocol.

Al fine di comandare da remoto l’accessione o lo spegnimento di ciascuna fotocamera, il pulsante ON/OFF viene smontato ed un relè viene collegato al circuito di accensione di ciascuna fotocamera. In order to remotely control the switching on or off of each camera, the ON / OFF button is removed and a relay is connected to the ignition circuit of each camera.

Detto relè è posizionato su un circuito di interfaccia il quale permette sia il dialogo tra il computer e il motore passo-passo per la gestione del movimento della mensola, nonché tra il computer e il circuito di accensione a relè per i laser 6, le lampade e le fotocamere, e riceve in ingresso sia la posizione dall’encoder ottico che il segnale dagli interruttori di fine corsa. Said relay is positioned on an interface circuit which allows both the dialogue between the computer and the stepper motor for managing the movement of the shelf, as well as between the computer and the relay ignition circuit for the lasers 6, the lamps and cameras, and receives both the position from the optical encoder and the signal from the limit switches.

Il circuito di interfaccia è posto su uno dei due connettori per I/O della scheda madre di detto computer. The interface circuit is placed on one of the two I / O connectors of the motherboard of said computer.

Considerando che uno spessore d’acqua di circa 10m esercita una pressione idrostatica pari alla pressione atmosferica (1 atm = 1 bar) e che la massima profondità operativa è di 300m, l’involucro I pressurizzato è in grado di sopportare una pressione assoluta di almeno 31 bar. Considering that a water thickness of about 10m exerts a hydrostatic pressure equal to the atmospheric pressure (1 atm = 1 bar) and that the maximum operating depth is 300m, the pressurized enclosure I is able to withstand an absolute pressure of at least 31 bar.

Detto involucro I comprende tre parti: Said envelope I comprises three parts:

- un elemento tubolare di protezione 11; - a tubular protective element 11;

- un elemento di supporto 1 per consentire il sostegno di detto elemento tubolare e l’eventuale ancoraggio ad un ulteriore struttura o dispositivo; - a support element 1 to allow the support of said tubular element and the possible anchoring to a further structure or device;

- due elementi di estremità 12 atti a chiudere detto involucro a destra e sinistra, ciascuno dei quali è atto a essere fissato ad una corrispondente estremità di detto supporto per la tenuta dell’involucro, e fungere da custodia del motore passo-passo 3 e dell’elettronica di bordo. - two end elements 12 suitable for closing said casing on the right and left, each of which is adapted to be fixed to a corresponding end of said support for sealing the casing, and to act as a casing for the stepper motor 3 and for the on-board electronics.

L’elemento di supporto 1 comprende almeno un elemento longitudinale, costituito una porzione arcuata posteriore di forma sostanzialmente semicilindrica, atta a essere fissata a detti elementi di estremità 12 (fig. 2). The support element 1 comprises at least one longitudinal element, consisting of a rear arched portion of a substantially semi-cylindrical shape, suitable to be fixed to said end elements 12 (Fig. 2).

Nell’esempio che si descrive, l’elemento tubolare 11 è completamente trasparente. In the example that is described, the tubular element 11 is completely transparent.

È preferibile che detto elemento tubolare 11 sia un cristallo di boro silicato per le sue eccellenti caratteristiche di trasparenza e robustezza. It is preferable that said tubular element 11 is a boron silicate crystal due to its excellent characteristics of transparency and strength.

L’elemento di supporto 1 e i due elementi di estremità 12 di chiusura dell’involucro I sono realizzati in materiale metallico. The support element 1 and the two end elements 12 for closing the envelope I are made of metal material.

È preferibile che detto elemento di supporto e detti elementi di estremità siano in acciaio inossidabile, come ad esempio AISI 316. It is preferable that said support element and said end elements are made of stainless steel, such as AISI 316 for example.

Vantaggiosamente, è possibile fornire all’operatore lo “streaming” di coppie di immagini per l’osservazione stereoscopica in tempo reale dell’ambiente sottomarino. In altre parole, le immagini che vengono visualizzate dal display posteriore delle fotocamere vengono inviate ad un computer dell’operatore e memorizzate. Advantageously, it is possible to provide the operator with the "streaming" of pairs of images for real-time stereoscopic observation of the underwater environment. In other words, the images that are displayed on the rear display of the cameras are sent to an operator's computer and stored.

Un secondo vantaggio è che detto dispositivo stereoscopico è in grado di lavorare a bassa risoluzione ed a elevato frame-rate per la navigazione autonoma di veicoli subacquei. A second advantage is that said stereoscopic device is able to work at low resolution and at high frame-rate for autonomous navigation of underwater vehicles.

Un terzo vantaggio è dato dal fatto che il dispositivo stereoscopico fin qui descritto può essere utilizzato in modalità stand-alone oppure può essere applicato ad un qualunque veicolo sottomarino per diverse applicazioni, ad esempio può essere impiegato per la manutenzione di manufatti sommersi (piattaforme petrolifere off-shore, pipeline, ecc) oppure può essere integrato come testa sensoriale a bordo di un veicolo subacqueo. La facilità con cui è possibile interfacciare detto dispositivo stereoscopico a un computer esterno, ad esempio mediante una porta Ethernet di tipo noto, rende semplice le operazioni di gestione delle fotocamere, delle lampade e del beccheggio della mensola. A third advantage is given by the fact that the stereoscopic device described up to now can be used in stand-alone mode or it can be applied to any underwater vehicle for different applications, for example it can be used for the maintenance of submerged artifacts (offshore oil platforms). -shore, pipeline, etc.) or it can be integrated as a sensory head aboard an underwater vehicle. The ease with which it is possible to interface said stereoscopic device to an external computer, for example by means of an Ethernet port of a known type, makes it easy to manage the cameras, the lamps and the pitch of the shelf.

Concludendo, è opportuno osservare che il trovato è utilizzabile senza modifiche, con i medesimi vantaggi, anche per l’applicazione ed il rilevamento di siti di qualunque genere, sia a scopo scientifico che industriale e produttivo. In conclusion, it should be noted that the invention can be used without modifications, with the same advantages, also for the application and detection of sites of any kind, both for scientific and industrial and production purposes.

La presente invenzione è stata descritta ed illustrata in una preferita forma realizzativa, ma è evidente che il tecnico esperto del settore potrà apportarvi modifiche e/o sostituzioni tecnicamente equivalenti senza peraltro esulare dall’ambito di tutela della presente privativa industriale. The present invention has been described and illustrated in a preferred embodiment, but it is clear that the technician skilled in the art will be able to make technically equivalent modifications and / or replacements without however going beyond the scope of protection of this industrial right.

Claims

CLAIMS 1 An underwater device for the acquisition of high-resolution stereoscopic images, characterized by the fact that it is equipped with an enclosure (I) inside which the following are included in combination: - a support frame or shelf (2) able to be rotated for pitching; - means (3) for the rotation of said shelf 2; - means (4) for the acquisition of stereoscopic images fixed to said shelf; - means (5) for illuminating an area external to said casing fixed to said shelf; said enclosure (I) being pressurized and equipped with at least one transparent area to allow the illumination of an area outside it and the acquisition of stereoscopic images through said illumination and acquisition means.

2. Device according to the previous claim characterized in that it comprises a plurality of lasers (6) designed to define a reference grating on an area or on subjects to be photographed.

3. Device according to the preceding claim characterized in that each of said lasers (6) is equipped with a micro-lens capable of transforming the laser point beam into a line, such as for example an aspherical cylindrical lens with a hyperbolic profile.

4. Device according to claim 1 characterized in that the means (3) for the rotation of the bracket (2) comprise a step-by-step motor suitable for transmitting motion to said bracket by means of a suitable gearmotor (7).

5. Device according to the preceding claim characterized in that the ratio of said gearmotor (7) is 8: 1.

6. Device according to claim 1 or 4 characterized by the fact that the bracket (2) is adapted to be rotated around the longitudinal barycentric axis of said device within an angular range ranging from -90 ° to 20 °; said axis being normal to the plane of symmetry of trace A-A of the envelope (I).

7. Device according to one of the preceding claims, characterized in that two electromechanical microswitches are provided to signal the end-of-stroke conditions of the bracket (2).

8. Device according to one of the preceding claims, characterized in that it is equipped with an optical encoder for measuring the rotary movement of "tilt" of the bracket (2).

9. Device according to the preceding claim characterized in that said optical encoder comprises a photoelectric sensor (9) and a disk (8); said disk (8) being equipped with a plurality of holes and fixed to the axis of the stepping motor.

10. Device according to claim 1 characterized in that the means (4) for acquiring the images comprise two digital cameras of a known type; said digital cameras being identical.

11. Device according to claim 1 characterized by the fact that said means (5) for lighting an area outside the enclosure (I) comprise at least two halogen lamps of a known type.

12. Device according to claims 10 and 11 characterized in that two light screens (10) are provided, each of which is interposed between a camera and a halogen lamp adjacent to it.

13. Device according to the preceding claim characterized in that each of said light screens (10) is substantially constituted by a disk; each of said discs being orthogonal to the bracket (2).

14. Device according to claim 2 or 3 characterized in that the lasers (6) are four and are positioned at the vertices of a rectangle in correspondence with the image acquisition means.

15. Device according to the preceding claims characterized in that, in order to remotely control said device, each camera is adapted to be connected to a computer by means of a respective USB cable and that a relay adapted to be connected to the ignition circuit is provided. of each camera; said relay being in place of the power button.

16. Device according to the preceding claim characterized in that said relay is able to be positioned on an interface circuit, which allows both the dialogue between the computer and the motor of the shelf (2), as well as between the computer and the relay ignition for lasers (6), lamps and cameras, and receives both the position of the optical encoder (E) and the limit switch signal from the microswitches.

17. Device according to claim 1 characterized by the fact that the casing (I) comprises: - a tubular protective element (11); - a support element (1) to allow the support of said tubular element and the possible anchoring to an additional structure or device; - two end elements (12) adapted to close said casing on the right and left; each of said end elements being able to be fixed to a corresponding end of said support element for sealing the envelope, and to act as a housing for the stepping motor and on-board electronics.

18. Device according to the previous claim characterized by the fact that the tubular element (11) is a boron silicate crystal.

19. Device according to claim 17 characterized by the fact that the support element (1) and the two end elements (12) are made of metallic material, preferably of stainless steel.