海底观测网络摄像系统设计与实现

摘要

科学技术伴随着人类社会的发展而不断进步，如今，人类文明已经进入二十一世纪，无论是科学研究，海洋环境保护，还是海底资源的勘测与开发，都迫切需要我们在几千米深的未知世界里安上自己的“眼睛”，这就是被称为地球科学第三观测平台的海底观测网络。而深海摄像系统正是海底观测网络必不可少的重要组成部分，它具有良好的经济效益和广阔的应用前景，是海底观测的一种基本手段和方法。
　　 本文在国家“863”高技术研究发展计划重点项目资助下，针对国内外海底观测网络深海摄像系统的发展现状及本课题研究的摄像系统的需求，提出了可行的实施方案，最终设计了一套基于海底观测网络的深海摄像系统，并成功进行了海试。论文共分七个章节：
　　 第一章：简要介绍了海底观测网络及深海摄像系统，在此基础上提出本课题的研究内容及研究难点。
　　 第二章：介绍了一般场所视频监控的基本方案，并提出了本课题的总体方案，完成了系统设备的选型。
　　 第三章：主要介绍了系统的软件和硬件部分，提出了摄像系统视频监控的实现方案。
　　 第四章：对摄像系统图像数据处理腔体的机械结构和散热结构进行了理论计算、模型仿真和工程设计，并对设计的腔体进行了密封耐压试验。
　　 第五章：设计了摄像系统海试的投放固定安装支架。
　　 第六章：对系统进行了反复的可靠性试验，有效解决了摄像系统与接驳盒节点电源转换器之间的矛盾，并提出了视频传输抗干扰方法，给出了研究结果和试验情况，最终成功进行了海试。
　　 第七章：对全文作了总结，并对将来的进一步研究作了设想。

目录

文摘

英文文摘

致谢

1 绪论

1.1 研究的背景及意义

1.1.1 海底观测网络简介

1.1.2 深海摄像系统简介

1.1.3 课题研究意义

1.2 国内外研究现状

1.2.1 国外研究现状

1.2.2 国内研究现状

1.3 研究难点

1.4 研究内容

1.4.1 摄像系统方案确定及系统设备选型

1.4.2 视频监控软硬件设计及实现

1.4.3 图像数据处理腔的设计

1.4.4 系统投放安装支架的设计

1.4.5 试验验证

1.5 本章小结

2 摄像系统方案确立及设备的选型

2.1 一般场所视频监控系统介绍

2.2 深海摄像系统方案

2.3 深海摄像系统设备选型

2.3.1 深海摄像机的选型

2.3.2 深海照明灯的选型

2.3.3 视频服务器的选型

2.4 本章小结

3 视频监控软硬件设计及实现

3.1 视频处理单元的主要功能及特点

3.1.1 基本功能

3.1.2 压缩处理功能

3.1.3 远程访问、传输功能

3.2 摄像系统软件介绍

3.2.1 监控软件安装系统需求

3.2.2 监控软件主要功能及整体流程

3.2.3 监控软件各模块设计及介绍

3.2.4 监控系统主界面的设计

3.3 本章小结

4 图象数据处理腔的机械结构及散热结构设计

4.1 图象数据处理腔机械结构设计

4.1.1 图像数据处理腔的选材

4.1.2 腔体机械结构设计

4.1.3 端盖设计

4.1.4 腔体的密封耐压试验

4.2 图象数据处理腔散热方案设计

4.2.1 图像数据处理腔散热结构方案分析

4.2.2 改善后图像数据处理腔散热结构设计

4.2.3 图像数据处理腔散热方案建模仿真分析

4.3 本章小结

5 深海摄像系统投放安装支架的设计

5.1 固定安装支架本体结构的组成部分

5.1.1 支架

5.1.2 支架底脚

5.1.3 下放吊环

5.2 固定安袭支架本体结构的优缺点

5.3 固定安装支架本体结构的设计要求与材料选择

5.3.1 设计要求

5.3.2 材料选择

5.4 固定安装支架本体结构设计与草图

5.4.1 摄像支架设计

5.4.2 底脚设计

5.4.3 吊环设计

5.4.4 总体效果图

5.5 本章小结

6 系统试验、联调及海试

6.1 摄像系统单独测试

6.1.1 系统设备在装入图像数据处理腔前的测试

6.1.2 系统设备装入图像数据处理腔的测试

6.1.3 系统高压状态下性能测试

6.2 摄像系统与海底观测网络试验节点的联调

6.2.1 系统缓启动保护电路设计

6.2.2 视频传输抗干扰分析及改进

6.3 海试

6.4 本章小结

7 总结与展望

7.1 总结

7.2 展望

参考文献

附录