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半导体所完成水下高分辨率光学成像海试

2021-08-20

近期,海立方官网手机版(ban)研(yan)究所研(yan)发(fa)的“水(shui)睛”水(shui)下高分辨率环(huan)视摄像机完成(cheng)了针对水(shui)下礁盘的摸(mo)底(di)海试工(gong)作。

海(hai)(hai)(hai)洋(yang)观测是开(kai)发海(hai)(hai)(hai)洋(yang)资源、保(bao)(bao)护海(hai)(hai)(hai)洋(yang)生(sheng)态的关键技(ji)术,受到全球的关注,但是目前(qian)海(hai)(hai)(hai)洋(yang)生(sheng)物群落及环境变化(hua)监测技(ji)术仍(reng)无法满(man)足海(hai)(hai)(hai)洋(yang)大(da)时空数据获(huo)取(qu)的需求,特别是深(shen)海(hai)(hai)(hai)。光学成像(xiang)(xiang)技(ji)术可提供高分辨率、符合人眼视觉特征的图像(xiang)(xiang),但是在保(bao)(bao)障高分辨率的前(qian)提下存在视场(chang)小(xiao)的问题,难(nan)以实现大(da)范围的海(hai)(hai)(hai)底详查的需求。针(zhen)对此种情况,半(ban)导体所周(zhou)燕、王新伟及其科研团(tuan)队研制了水下高分辨率环视摄(she)像机“水睛”,可(ke)实(shi)现水下高分辨率大视角的光学成(cheng)像,具(ju)备180°下视走(zou)航(hang)观测和360°原位环视观测两种模(mo)式(图1)。本次(ci)海试(shi)(shi)中,“水睛(jing)”搭载半导体所海面移动光学试(shi)(shi)验平台“冲浪者”号(图2),在约(yue)1000平方米海域进行了(le)水下高分辨观测(ce),完成了(le)海上(shang)走航式观测(ce)、定点原位观测(ce)等摸底(di)性(xing)观测(ce)试验,验证(zheng)了(le)设备(bei)(bei)具备(bei)(bei)5900万像素下良好(hao)的(de)实(shi)时彩色(se)成像功能(neng)。

1 水下环视(shi)摄像机的下视(shi)及环视(shi)工作(zuo)模(mo)式(shi)(shi)(上图下视(shi)模(mo)式(shi)(shi),下图环视(shi)模(mo)式(shi)(shi))

2 搭(da)载冲浪者号(hao)走航式观测过程(cheng)中(zhong)的“水睛”摄像机

此次海试,研究人员(yuan)利用水下摄像机(ji)多次完成了礁盘生态系(xi)统的观测,拍摄了大量的珊瑚、海星、贝类、鱼类等,形成了水下光学彩色图(tu)(tu)像库(图(tu)(tu)3),可用于海洋光学图(tu)像处理、目标识别等算法研(yan)究(jiu)。

3海域美丽的珊(shan)瑚、鱼类、海星(xing)、砗磲等

除珊(shan)瑚(hu)及鱼类(lei)等生物(wu)要(yao)素外(wai),本次海(hai)试中,在海(hai)底还(hai)发现(xian)了生物(wu)附着(zhe)的碗和盘子各一只(图4)。

4 生(sheng)物附着的盘子和碗

此次(ci)海试由半导(dao)体(ti)所和南开大(da)学(xue)共同组织完成,除“水(shui)睛”摄像(xiang)机外,还利用多参量海洋水(shui)体(ti)测量系统完成了海洋温盐(yan)深、核素、水体(ti)光学(xue)衰减系(xi)数等海洋水体(ti)多物(wu)理(li)化学(xue)参量采集(ji)。相(xiang)关工作得到了南(nan)方(fang)海洋(yang)实验室、中科院青促会项目(mu)的(de)经费支持(chi)。

 

5 项目团(tuan)队及设(she)备在海试(shi)现场

 



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