本發(fā)明涉及一種水下建筑物攝像裝置及攝像方法，屬于水下攝像技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

在水電水利工程中，消力池是重要的水工建筑，受高壓水頭沖擊的影響容易造成底板混凝土開裂、混凝土里的鋼筋外露、底板沉碴太多等。為保證消力池等建筑物的安全，須定期對消力池的狀況進行檢測。對水下建筑物的檢測最早采用潛水員潛到水底進行人工觀測，潛水員到水底后受光線影響很難看得清楚，長時間工作很容易導(dǎo)致潛水員疲勞。

目前對水下建筑物的攝像主要采用兩種方法：一種是利用水下機器人攜帶防水?dāng)z像頭在水底進行移動攝像；另一種是利用水下潛艇（一般簡稱rov）攜帶攝像頭進行攝像。前一種方法存在以下不足：①該裝置遇到底部不平時，機器人無法前行；②機器人所帶的電纜可能纏繞在其他障礙物上，導(dǎo)致機器人無法正常出水；③機器人所帶的電纜具有一定的重量，給機器人的正常行走帶來一定難度。后一種方法存在的不足有：①該裝置在水中的位置主要由螺旋漿來控制，實踐表明要保持離底板固定的距離基本不可能；②該裝置位于水中，其位置很難確定；③螺旋漿旋轉(zhuǎn)時，會造成水的繞動，導(dǎo)致原本清亮的水變得渾濁而看不清水底的情況；④該裝置在工作過程中，不能實時了解哪些未做，不利于現(xiàn)場工作指揮。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于，提供一種水下建筑物攝像裝置及攝像方法，以解決現(xiàn)有方法存在的不足，為拍攝高清晰的像片提供條件，并記錄攝像頭的位置和深度，為異常的定位提供準確坐標。

本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的：

本發(fā)明的一種水下建筑物攝像裝置，包括水上平臺和水下平臺；水上平臺底面設(shè)有一組定滑輪，水上平臺頂面設(shè)有鉸車、主機和深度傳感器；水下平臺頂面中央位置設(shè)有配重，水下平臺底面設(shè)有一組帶燈攝像頭，水下平臺頂面設(shè)有一組動滑輪；動滑輪的數(shù)量與定滑輪的數(shù)量對應(yīng)；動滑輪與定滑輪之間經(jīng)鋼絲繩連接，鋼絲繩一端與其中一個動滑輪固定連接，鋼絲繩間隔的繞過定滑輪和動滑輪另一端與鉸車固定連接；水下平臺上的一組帶燈攝像頭分別與電纜一端連接，電纜繞過深度傳感器與主機連接；主機上設(shè)有與每個攝像頭對應(yīng)的一組顯示屏，主機上設(shè)有控制按鍵、觸摸控制板和照明調(diào)節(jié)旋鈕。

前述水下建筑物攝像裝置中，所述水上平臺和水下平臺均為三角形平板結(jié)構(gòu)；水上平臺底面的三個角分別設(shè)有一個定滑輪；水下平臺頂面的三個角分別設(shè)有一個動滑輪。

前述水下建筑物攝像裝置中，所述一組帶燈攝像頭的數(shù)量為三個，分別安裝在水下平臺底面的三個角上；帶燈攝像頭通過萬向座與水下平臺底面連接，萬向座與主機連接。

前述水下建筑物攝像裝置中，所述配重的形狀為圓柱體或多邊形柱體，配重的重心與水下平臺的重心位于同一垂線上。

前述水下建筑物攝像裝置中，所述鉸車經(jīng)減速器與電機連接；電機與主機連接。

用于上述裝置的本發(fā)明的一種水下建筑物攝像方法，按以下步驟實施：

步驟一：首先將水上平臺固定在漂浮物上，同時將水下平臺放于水中，并檢查鋼絲繩與定滑輪和動滑輪之間的連接是否靈活可靠；連接電纜與深度傳感器的連接是否靈活可靠；檢查主機的照明調(diào)節(jié)旋鈕以及水下照明燈及攝像頭工作是否正常；

步驟二：設(shè)定深度傳感器的初始值，初始值等于未開始下放水下平臺時，水面高度與帶燈攝像頭之間的距離；

步驟三、通過主機啟動與鉸車連接的電機，使水下平臺在配重的作用下緩慢向下接近水底，并同時觀察主機上顯示屏的顯示，當(dāng)水下平臺底部的帶燈攝像頭到達預(yù)定位置時，切斷電機電源；

步驟四、通過主機上的觸摸控制板使攝像頭朝向拍攝目標，調(diào)節(jié)帶燈攝像頭的亮度和帶燈攝像頭的焦距，對水下建筑物進行動態(tài)攝像或靜止拍攝。

前述水下建筑物攝像方法中，所述深度傳感器采用轉(zhuǎn)盤式傳感器，轉(zhuǎn)盤式傳感器的轉(zhuǎn)盤在電纜的帶動下旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)盤一側(cè)設(shè)有計數(shù)器，通過記錄轉(zhuǎn)盤旋轉(zhuǎn)圈數(shù)和已知的轉(zhuǎn)盤直徑主機計算出水下平臺在水下的深度位置。

前述水下建筑物攝像方法中，所述帶燈攝像頭在拍攝過程中，可通過移動水面上的漂浮物實現(xiàn)帶燈攝像頭的平移。

前述水下建筑物攝像方法中，所述電纜為多芯電纜，電纜芯線包括與帶燈攝像頭連接的一組視頻信號線、與照明燈連接的一組照明控制線、與萬向座連接的一組拍攝方向控制線以及控制帶燈攝像頭開始攝像或拍攝及停止攝像或拍攝的一組拍攝控制線。

由于采用了上述技術(shù)方案，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的裝置操作簡單、穩(wěn)定性好、拍攝圖像清晰直觀、能滿足不同水深的水下建筑物表面攝像，為水下建筑物表面的檢測提供了重要的資料。該裝置結(jié)束了對水下建筑物的檢測完全依賴于潛水員的歷史。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的方法及裝置結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是主機部分的局部放大圖；

圖3帶燈攝像頭的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中標記為：1-水上平臺、2-水下平臺、3-定滑輪、4-鉸車、5-主機、6-深度傳感器、7-配重、8-帶燈攝像頭、9-動滑輪、10-鋼絲繩、11-電纜、12-顯示屏、13-控制按鍵、14-觸摸控制板、15-照明調(diào)節(jié)旋鈕、16-攝像頭、17-led燈。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步的詳細說明，但不作為對本發(fā)明的任何限制。

本發(fā)明的一種水下建筑物攝像裝置，如圖1所示：該裝置包括水上平臺1和水下平臺2；水上平臺1底面設(shè)有一組定滑輪3，水上1平臺頂面設(shè)有鉸車4、主機5和深度傳感器6；水下平臺2頂面中央位置設(shè)有配重7，水下平臺2底面設(shè)有一組帶燈攝像頭8，水下平臺2頂面設(shè)有一組動滑輪9；動滑輪9的數(shù)量與定滑輪3的數(shù)量對應(yīng)；動滑輪9與定滑輪3之間經(jīng)鋼絲繩10連接，鋼絲繩10一端與其中一個動滑輪9固定連接，鋼絲繩10間隔的繞過定滑輪3和動滑輪9另一端與鉸車4固定連接；水下平臺2上的一組帶燈攝像頭8分別與電纜11一端連接，電纜11繞過深度傳感器6與主機5連接；如圖2所示，主機5上設(shè)有與每個攝像頭對應(yīng)的一組顯示屏12，主機5上設(shè)有控制按鍵13、觸摸控制板14和照明調(diào)節(jié)旋鈕15。水上平臺1和水下平臺2均為三角形平板結(jié)構(gòu)；水上平臺1底面的三個角分別設(shè)有一個定滑輪3；水下平臺2頂面的三個角分別設(shè)有一個動滑輪9。一組帶燈攝像頭8的數(shù)量為三個，分別安裝在水下平臺2底面的三個角上；帶燈攝像頭8通過萬向座與水下平臺2底面連接，萬向座與主機5連接。配重7的形狀為圓柱體或多邊形柱體，配重7的重心與水下平臺2的重心位于同一垂線上。鉸車4經(jīng)減速器與電機連接；電機與主機5連接。

用于上述水下建筑物攝像裝置的本發(fā)明的一種水下建筑物攝像方法，如圖1所示：該方法按以下步驟實施：

步驟一：首先將水上平臺固定在漂浮物上，同時將水下平臺放于水中，并檢查鋼絲繩與定滑輪和動滑輪之間的連接是否靈活可靠；連接電纜與深度傳感器的連接是否靈活可靠；檢查主機的照明調(diào)節(jié)旋鈕以及水下照明燈及攝像頭工作是否正常；

步驟二：設(shè)定深度傳感器的初始值，初始值等于未開始下放水下平臺時，水面高度與帶燈攝像頭之間的距離；

步驟三、通過主機啟動與鉸車連接的電機，使水下平臺在配重的作用下緩慢向下接近水底，并同時觀察主機上顯示屏的顯示，當(dāng)水下平臺底部的帶燈攝像頭到達預(yù)定位置時，切斷電機電源；

步驟四、通過主機上的觸摸控制板使攝像頭朝向拍攝目標，調(diào)節(jié)帶燈攝像頭的亮度和帶燈攝像頭的焦距，對水下建筑物進行動態(tài)攝像或靜止拍攝。

所述深度傳感器采用轉(zhuǎn)盤式傳感器，轉(zhuǎn)盤式傳感器的轉(zhuǎn)盤在電纜的帶動下旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)盤一側(cè)設(shè)有計數(shù)器，通過記錄轉(zhuǎn)盤旋轉(zhuǎn)圈數(shù)和已知的轉(zhuǎn)盤直徑主機計算出水下平臺在水下的深度位置。帶燈攝像頭在拍攝過程中，可通過移動水面上的漂浮物實現(xiàn)帶燈攝像頭的平移。電纜為多芯電纜，電纜芯線包括與帶燈攝像頭連接的一組視頻信號線、與照明燈連接的一組照明控制線、與萬向座連接的一組拍攝方向控制線以及控制帶燈攝像頭開始攝像或拍攝及停止攝像或拍攝的一組拍攝控制線。

實施例

本例的裝置如圖1所示，該裝置是在水面的漂浮物上設(shè)置一個三角架，三角架上安裝一塊三角形水上平臺，三角形水上平臺底面的三個角上分別安裝一個定滑輪，三角形水上平臺頂面安裝有鉸車、主機和深度傳感器；同時在水下設(shè)置一塊三角形水下平臺，三角形水下平臺頂面的中央位置安裝一塊配重，三角形水下平臺底面的三個角上分別安裝一個帶燈攝像頭，三角形水下平臺頂面的三個角上分別安裝一個動滑輪；三角形水下平臺上的動滑輪與三角形水上平臺上的定滑輪之間通過鋼絲繩連接，鋼絲繩一端固定在鉸車上分別間隔繞過三角形水上平臺上的定滑輪和三角形水下平臺上的動滑輪并與三角形水下平臺上最后一個動滑輪固定連接；三角形水下平臺上的三個攝像頭分別與電纜一端連接，電纜繞過三角形水上平臺上的深度傳感器與主機連接；主機上設(shè)有與三個攝像頭對應(yīng)的三塊顯示屏以及控制按鍵、觸摸控制板和照明調(diào)節(jié)旋鈕。

本例的拍攝方法，如圖1所示。工作時，將三角形水上平臺通過三角架固定在漂浮物上，同時通過三角形水上平臺頂面安裝的鉸車和與三角形水下平臺連接的鋼絲滑輪組將三角形水下平臺緩慢放至水底，三角形水下平臺上設(shè)置有配重，可減緩三角形水下平臺在水流的作用下晃動，保持三角形水下平臺的穩(wěn)定性。在下放過程中，深度傳感器記錄三角形水下平臺下放的深度。在下放過程中可通過安裝在三角形水上平臺上主機的三個顯示屏對水下情況實時監(jiān)控，當(dāng)下放至預(yù)定深度時，可通過移動漂浮物對準水下目標，并通過主機調(diào)節(jié)帶燈攝像頭上的led燈17和攝像頭16的轉(zhuǎn)向和焦距對水下建筑物進行動態(tài)攝像或靜止拍攝。