一种浅水摄影测量水下相机的防护装置

作者:钦桂勤;范亚兵;蒋理兴 刊名:测绘科学 上传者:温晓芳

【摘要】本文为摄影机和目标物均在水中的水下摄影测量设计了一种适用于浅水的水下摄影测量相机防护装置,并详细介绍了该装置的结构组成、安装和卸载步骤以及该装置的特点和使用注意事项,最后用本文研制的相机水下防护装置对一小天线进行水下试验,实验结果与空气中测量的结果高度一致。

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第 36 卷第 4 期 2011 年 07 月 测绘科学 Science of Surveying and Mapping Vol. 36 No. 4 Jul. 作者简介: 钦桂勤( 1977—) ,女,讲师,博士研究生,湖北随州人,目前主要从事水下摄影测量相关技术研究与图象处理。 E-mail: qguiqin@ sohu. com 收稿日期: 2011-1-12 基金项目: 国家 863 计划( 2008AA042410),国家重大科技专项(2009ZX04014-093) 一种浅水摄影测量水下相机的防护装置 钦桂勤,范亚兵,蒋理兴 ( 信息工程大学 测绘学院,郑州 450052) 【摘 要】本文为摄影机和目标物均在水中的水下摄影测量设计了一种适用于浅水的水下摄影测量相机防护装置,并详细介绍了该装置的结构组成、安装和卸载步骤以及该装置的特点和使用注意事项,最后用本文研制的相机水下防护装置对一小天线进行水下试验,实验结果与空气中测量的结果高度一致。 【关键词】水下摄影测量; 水下相机防护装置; 光学玻璃; 光学窗口; 相机固定架 【中图分类号】P234. 3 【文献标识码】A 【文章编号】1009-2307( 2011) 04-0131-03 1 引言 水下摄影测量是双介质摄影测量的一种,其物方空间在水中、像方空间在空气介质里的一种摄影测量。水下摄影测量可用来测制海底地图,并为水生物学、水文学、水下考古和水下近景变形测量等学科提供测量手段。利用摄影测量方法测定水下目标的位置、形态甚至动态参数比其他常规方法有其优越性[1]: ①可以不破坏被测目标及周围环境; ②不必花费很多的水下时间; ③可以测量动态水下目标; ④像片的处理可在不同的时间和场合下进行; ⑤可以提供高密度的数据; ⑥像片作为特定时间的永久记录,可供任何时候参考。 水下摄影测量按摄影方式可分为两类[2]: 一类为摄影机和目标物均在水中; 另一类为摄影机在空中而目标物在水中,如图 1 所示。第二类由于相机在水面上摄影,不需要对相机进行防护,可以利用现有的摄影测量设备进行测量,便于实施,所以目前国内水下摄影测量技术研究和探讨,大多基于该方式,但从研究实验的结果来看,测量精度不高,多数还停留在试验阶段[1,3,4]。 图 1 水下摄影测量 国外对相机在水下进行摄影测量的方式进行了研究与实验,用到的水下摄影测量设备主要有两种[5、6]: 一种是在制作时就考虑了防水耐压、可直接用于水中摄影测量的照相机; 另一种是将陆地上常规摄影的照相机装入防水耐压构造的容器内进行使用的装置。这两种水下摄影设备各有优缺点,但作为水中摄影测量器材,大多都是为某项目专用,不仅专门的水下照相机很昂贵,而且防水耐压容器价格也不菲。 目前国内西安光机所针对水下电视系统进行了相关研 究,并为某试验靶场研制了水下微光高速成像系统装置[7]。但用于水下摄影的防护罩,市面上比较多的是针对摄影爱好者对水下风景、生物的拍摄,不需要对水下目标进行测量,因此相机防护只考虑其密封性能和相机的可操作性; 用于考古的水下摄影也不需要过多考虑测量精度,只需要对水下文物形状作定性的研究; 而海底测图和水下近景变形测量需要考虑测量精度,但由于受多种因素的影响,目 前测图精度并不是很高。 水下相机防护罩成品设计多种多样,一是由于各种不同的水中用途,另外也是由于有许多困难问题尚未得到完满解决,甚至对一些很基本的问题的最佳技术方案,现仍意见不一[8]。由于各种技术上和经济上的问题,要挑选一架适合于大多数情况下的水下测量用的相机防护装置颇为困难。因此水下相

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