(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210633833.6 (22)申请日 2022.06.06 (71)申请人 之江实验室 地址 310023 浙江省杭州市余杭区文一西 路1818号人工智能小镇10号楼 (72)发明人 张艳艳　陈泽宇　梁艺鸣　李国瑞　 (74)专利代理 机构 杭州求是专利事务所有限公 司 33200 专利代理师 郑海峰 (51)Int.Cl. H04N 5/225(2006.01) (54)发明名称 一种深海光学图像采集系统 (57)摘要 本发明提供了一种深海光学图像采集系统， 包括玻璃光学仪器舱、 外部支撑定位模块、 图像 采集模块和内部支撑定位模块； 所述玻璃光学仪 器舱包括水密接插件、 玻璃球上半球和玻璃球下 半球； 所述外部支撑定位模块包括上盖、 连杆、 软 胶垫、 外部支撑底座； 所述图像采集模块包括 IMU、 主控制器、 闪光灯电源、 闪光灯、 单反相机； 所述内部支撑定位模块包括支撑板、 内部安装法 兰、 阶梯定位块。 本发明可 以用来采集带有角度 信息的全海深光学图像， 并具有高重复安装精 度， 可广泛应用于载人潜水器， 无人水下航行器 和深海着陆器等设备。 权利要求书2页 说明书4页 附图2页 CN 114900601 A 2022.08.12 CN 114900601 A 1.一种深海光学图像采集系统， 其特征在于： 包括玻璃光学仪器舱(1)、 外部支撑定位 模块(2)、 图像采集模块(3)和内部支撑 定位模块(4)； 所述玻璃光学仪器舱(1)以压紧的方式固定在外部支撑定位模块(2)中， 外部支撑模块 (2)用于保证深海光学图像采集系统的重复定位精度； 内部支撑定位模块(4)上以螺栓连接 方式固定安装有图像采集模块(3)， 并通过机械限位的方式与外部支撑定位模块(2)相连 接； 所述玻璃光学仪器舱(1)作为整个光学图像采集系统的耐压外壳包括玻璃球上半球 (12)和玻璃球下半球(13)； 玻璃球上半球(12)和玻璃球下半球(13)相互配对组成耐压外 壳， 通过抽真空的方式密闭； 所述外部支撑定位模块(2)包括上盖(21)、 连杆(22)、 软胶垫(23)、 外部支撑底座(24)， 光学仪器舱(1)置于外部支撑底座(24)上， 在光学仪器舱和 外部支撑底座之间设置软胶垫 垫起到保护作用； 上盖(21)与连接杆(22)通过螺纹连接， 连接杆(22)固定在外部支撑底座 (24)上， 并且在上盖(21)与光学仪器舱上半球之间设置软胶垫进行保护； 上盖(21)和外部 支撑底座(2 4)上均留有机械安装接口， 可通过螺栓连接至其他设备上并保证外部支撑定位 模块的定位精度； 所述图像采集模块(3)包括IMU(31)、 主控制器(32)、 闪光灯电源(33)、 闪光灯(34)、 单 反相机(35)， 所述的主控制器用于开启闪光灯电源、 控制单反相机焦距、 触发单反相机采集 图像、 存储采集图像以及同步采集IMU姿态角度数据； 所述闪光灯电源(33)用于给闪光灯 (34)供电； 所述闪光灯(34)与单反相机(3 5)使用引闪线连接； 所述内部支撑定位模块(4)包括支撑板(41)、 内部安装法兰(42)、 阶梯定位块(43)， 其 中所述内部安装法兰(42)设置在光学仪器舱内表 面； 支撑板(4 1)设置在内部安装法兰(42) 上， 支撑板(41)用于固定图像采集模块(3)； 阶梯定位块用于在安装玻璃光学仪器舱时， 同 时对内部安装法兰、 玻璃光学仪器舱、 外部支撑底座进 行相对位置定位， 以保证整个系统的 重复安装精度。 2.根据权利要求1所述的深海光学图像采集系统， 其特征在于： 所述玻璃光学仪器舱 (1)上设置有多个水密接插件(11)， 玻璃光学仪器舱(1)内部的图像采集模块(3)通过周向 均布的多个水密接插 件进行外 部供电及通讯。 3.根据权利要求1所述的深海光学图像采集系统， 其特征在于： 所述软胶垫由3D打印软 胶制作， 形状贴合所述外部支撑底座和上盖， 确保对玻璃光学仪器舱压紧固定时具有重复 安装精度， 并提供足够的摩擦力。 4.根据权利要求1所述的深海光学图像采集系统， 其特征在于： 所述内部安装法兰为尼 龙材质， 通过密封胶粘接在所述 光学仪器舱内表面。 5.根据权利要求1所述的深海光学图像采集系统， 其特征在于： 所述阶梯定位块(43)有 多个， 且均呈U 形结构， 在安装玻璃 光学仪器舱时， U 形结构的一侧与内部安装法兰(42)通过 螺栓连接， 另一侧与外部支撑底 座(24)通过螺栓连接， 玻璃球下半球(13)的端面与U 形结构 内部的凹陷面接触， 通过阶梯定位 块(43)对端面进行找 平。 6.一种权利要求1 ‑5任一项所述系统的装配方法， 其特 征在于包括如下步骤： 1)将外部支撑底座通过螺栓连接的方式固定在所需安装接口上， 在外部支撑底座上垫 上软胶垫， 并放入玻璃球下半球； 将3个沿圆周方向均布的阶梯定位块通过螺栓固定在外部权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114900601 A 2支撑底座上， 并使用阶梯定位 块凹陷的阶梯面对玻璃球下半球进行端面找 平； 2)将内部安装法兰通过螺栓 固定在阶梯定位块上， 定位后 通过密封胶与玻璃球下半球 内壁面粘接， 粘接前通过阶梯定位块保证内部安装法兰、 光学仪器舱的下半球以及外部支 撑底座三者间的相对位置精度； 至此， 内部安装法兰、 光学仪器舱下半球的端面与外部支撑 底座相对位置已确定； 3)将图像采集模块装配好后整体通过螺栓固定在支撑板(41)上； 随后将阶梯定位块取 下， 扣上玻璃球上半球组成玻璃光学仪器舱， 并抽真空密封； 随后往玻璃球内注入氦气至 10kPa， 以增强 内部器件的导热均匀性； 所述 玻璃光学仪器舱通过3D打印的软胶垫进行保护 以及增大摩擦， 再通过外部支撑底座、 连接杆以及上盖加紧； 所述的连接杆一端直接旋入上 盖螺纹孔中， 另一端通过螺母与外部支撑底座固定； 从而保证光学仪器舱与外部支撑结构 间相对位置不发生变动。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114900601 A 3