基于OMAP平臺(tái)的深海照相系統(tǒng)研制.pdf

1、隨著全球人口的不斷膨脹和有限資源的逐漸消耗，人類日益增加的資源需求與陸地上可開(kāi)采資源有限的矛盾日益突出。而占據(jù)地球表面積71％的海洋是資源豐富的寶庫(kù)，不僅孕育了種類繁多的生物資源，而且蘊(yùn)藏了豐富的礦產(chǎn)資源。進(jìn)入21世紀(jì)以來(lái)，科技的高速發(fā)展，人類對(duì)資源勘探的腳步已經(jīng)從陸地邁向礦產(chǎn)資源更加豐富的海洋領(lǐng)域。水下拍攝是海洋勘探中勘探海底礦產(chǎn)資源的一種重要的手段，能夠充當(dāng)“眼睛”來(lái)直觀地觀察到水下的光影圖像信息。而深海照相機(jī)是一種用于在海底和在水

2、中攝取地質(zhì)、生物以及海水流動(dòng)態(tài)的專門的照相機(jī)。現(xiàn)如今國(guó)內(nèi)外的深海相機(jī)產(chǎn)品種類很多，性能各有不同，功能用途也不一，如AXSUB公司的水下攝像機(jī)AxSEE57，Kongsberg公司的水下高清照相機(jī)oe14-408等。但這些水下相機(jī)的功能單一，攝像機(jī)不支持高清拍照，照相機(jī)不支持遠(yuǎn)端圖像預(yù)覽，造成深海照相設(shè)備在水下獲取的圖像數(shù)據(jù)信息大部分都是沒(méi)有研究意義的。
　　本論文主要研究一種基于OMAP平臺(tái)上提供實(shí)時(shí)遠(yuǎn)端圖像預(yù)覽功能的CMOS水下

3、相機(jī)系統(tǒng)。其主要內(nèi)容如下：
　　1.系統(tǒng)總結(jié)歸納了關(guān)于深海相機(jī)的國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀以及當(dāng)前深海相機(jī)的特點(diǎn)，概述了本文的研究?jī)?nèi)容和主要工作，并對(duì)相關(guān)原理進(jìn)行了闡述。
　　2.分析了深海照相系統(tǒng)的組成，包括水下照明設(shè)計(jì)和水下圖像采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)。對(duì)水下照明部分的設(shè)計(jì)包括前端耐壓玻璃透鏡的設(shè)計(jì)和水下光源選擇以及照明方式的選擇。對(duì)于水下圖像采集系統(tǒng)部分，采用嵌入式Linux操作系統(tǒng)為軟件運(yùn)行平臺(tái)，以ARM內(nèi)核處理器OMAP4460為硬件平臺(tái)

4、核心，另外采用MIPI CSI2a接口作為成像部分與圖像處理控制部分的傳輸接口，采用TCP傳輸協(xié)議傳輸圖像數(shù)據(jù)來(lái)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)端圖像預(yù)覽，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)水下圖像采集系統(tǒng)整體功能。
　　3.針對(duì)系統(tǒng)的功能對(duì)系統(tǒng)的硬件平臺(tái)進(jìn)行模塊化設(shè)計(jì)，主要分成水下成像部分和圖像處理控制部分。水下成像部分主要包括圖像傳感器以及其接口模塊和電源模塊設(shè)計(jì)。圖像處理控制部分包括MIPI CSI2接口圖像采集模塊、以太網(wǎng)模塊、存儲(chǔ)模塊等。另外針對(duì)系統(tǒng)的水下照明部分進(jìn)行了閃

5、光燈驅(qū)動(dòng)的硬件設(shè)計(jì)。
　　4.針對(duì)軟件運(yùn)行平臺(tái)的系統(tǒng)軟件層次結(jié)構(gòu)，將整體軟件分為圖像傳感器驅(qū)動(dòng)和圖像采集應(yīng)用程序兩部分。描述了整個(gè)系統(tǒng)的軟件開(kāi)發(fā)流程，闡述了整個(gè)系統(tǒng)的工作流程，并詳細(xì)說(shuō)明了圖像采集部分和數(shù)據(jù)傳輸部分。
　　5.針對(duì)水下的抗壓和密封性問(wèn)題，研究了水下密封結(jié)構(gòu)和深海環(huán)境下的抗壓結(jié)構(gòu)?？紤]到電子器件的大小，設(shè)計(jì)了深?？箟号擉w的整體結(jié)構(gòu)和密封結(jié)構(gòu)。
　　測(cè)試結(jié)果表明本論文研究的基于OMAP平臺(tái)的深海照相系統(tǒng)可以