專利名稱：中小型海洋浮游動(dòng)物景深成像監(jiān)測裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種海洋動(dòng)物監(jiān)測裝置，尤其是涉及一種中小型海洋浮游動(dòng)物 景深成像監(jiān)測裝置。
背景技術(shù)：
海洋浮游動(dòng)物(浮游動(dòng)物體長范圍200|am - 4mm)在海洋生態(tài)系統(tǒng)中占 有極其重要的位置，是傳統(tǒng)食物鏈中之間的重要營養(yǎng)鏈接，其數(shù)量變動(dòng)及空間 分布對整個(gè)海洋生態(tài)系統(tǒng)的功能運(yùn)轉(zhuǎn)，甚至全球氣候變化都會(huì)產(chǎn)生重要作用。 傳統(tǒng)的浮游生物現(xiàn)場觀測方法采用簡單的浮游生物拖網(wǎng)或采集水樣進(jìn)行浮游生 物豐度或浮游生物量(濕重或干重)檢測，這些方法存在許多問題，難以滿足 當(dāng)今的浮游生物研究需要，具體體現(xiàn)在①拖網(wǎng)反映的是長距離的水平或垂直 方向所采集的浮游生物總和，其空間分辨率在幾米甚至幾十米，無法體現(xiàn)浮游 生物的空間種群分布結(jié)構(gòu)和豐度變化細(xì)節(jié)；②拖網(wǎng)很容易損壞一些膠體浮游物， 譬如水母幼體等，造成在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)的顯微鏡下無法識(shí)別；③拖網(wǎng)無法反映浮游 生物在水下的運(yùn)動(dòng)取向、行為特征、以及群體結(jié)構(gòu)之間的相互關(guān)系； 采集的 樣品需在現(xiàn)場對樣品進(jìn)行固定保存，在實(shí)驗(yàn)室制作觀測載片，然后在顯微鏡下 進(jìn)行辨別計(jì)數(shù)，需要消耗大量的人員、時(shí)間和財(cái)力資源。而目前商品化的光學(xué) 浮游物計(jì)數(shù)器(0PC)測量技術(shù)只能對浮游生物及顆粒進(jìn)行大小與數(shù)量估算、不 能提供進(jìn)行浮游物種的鑒別的細(xì)節(jié)信息(譬如蟄水蚤與有尾蟲等)。
對有限距離目標(biāo)成像時(shí)，其光學(xué)成像的清晰度具有一定的范圍要求，即景 深范圍，超出該景深范圍的圖像呈現(xiàn)出模糊不清。傳統(tǒng)的背射式或前射式照明 方法，除了在景深范圍內(nèi)提供照明外，其光束還在成像光路中傳播。這些在成像光路中的光束會(huì)由海水中的懸浮顆粒引起散射，帶來后散射和前散射效應(yīng)， 這些散射光隨著成像的光束一起在數(shù)字相機(jī)上成像，從而產(chǎn)生圖像模糊、對比 度下降等影響，特別是當(dāng)成像裝置在水下拖曳運(yùn)動(dòng)時(shí)，由于運(yùn)動(dòng)所帶來的懸浮 顆粒所產(chǎn)生的多次散射，進(jìn)一部造成圖像質(zhì)量惡化，為判別浮游動(dòng)物的種類帶 來了困難。
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種中小型海洋浮游動(dòng)物景深成像監(jiān)測裝 置。該裝置采用結(jié)構(gòu)光照明，既只對所觀測的視場景深范圍提供照明，避免了 傳統(tǒng)照明方法的光束存在整個(gè)成像光路中，由此在非成像區(qū)域內(nèi)由于海水散射 影響所產(chǎn)生的散射光束降低圖像的對比度，因此，提高了水下成像質(zhì)量，為數(shù)
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下 一種中小型海洋浮游 動(dòng)物景深成像監(jiān)測裝置，它包括水下成像密封艙體、景深成像照明密封艙體和 支撐框架；所述景深成像照明密封艙體內(nèi)置發(fā)光二極管，提供照明光束，所述 景深成像照明密封艙體固定在支撐框架上；所述水下成像成像密封艙體內(nèi)設(shè)有 物鏡、數(shù)字相機(jī)和數(shù)字圖像數(shù)據(jù)采集卡，所述水下成像成像密封艙體與所述景 深成像照明密封艙體的相對側(cè)的艙體壁上設(shè)有光學(xué)窗口 ，且所述水下成像成像 密封艙體固定在支撐框架上。
進(jìn)一步改進(jìn)的技術(shù)方案，所述景深成像照明密封艙體設(shè)有兩個(gè)，該兩個(gè)景 深成像照明密封艙體在支撐框架內(nèi)正面相對，
進(jìn)一步改進(jìn)的技術(shù)方案，所述的發(fā)光二極管在景深成像照明密封艙體內(nèi)呈 矩形陣列排列。
進(jìn)一步改進(jìn)的技術(shù)方案，所述景深成像照明密封艙體通過移動(dòng)滑塊可以在
發(fā)明內(nèi)容支撐框架上進(jìn)行前后距離的位置調(diào)節(jié)，當(dāng)移動(dòng)到預(yù)期制定的位置時(shí)，通過固定 螺栓將移動(dòng)滑塊固定在支撐框架上，從而將景深成像照明密封艙體穩(wěn)定固定在 支撐框架上。
進(jìn)--步改進(jìn)的技術(shù)方案，所述水下成像密封艙體通過固定支架固定在支撐
本發(fā)明的有益效果如下本發(fā)明可以有效地抑制非成像光束在成像光路傳 播時(shí)所產(chǎn)生的散射效應(yīng)，極大地改善了水下圖像的成像質(zhì)量，這對于觀測體積 較小的浮游動(dòng)物及為重要；因?yàn)?，浮游?dòng)物的目標(biāo)圖像分辨率有限，人眼對模 糊不清的浮游圖像難以進(jìn)行種類的分別，從而帶來判別誤差；通過采用本發(fā)明 系統(tǒng)，可以提高圖像質(zhì)量，提高浮游生物目標(biāo)判別的準(zhǔn)確率。


F面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實(shí)施方式
作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。 圖1為本發(fā)明的俯視結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2為本發(fā)明的側(cè)視結(jié)構(gòu)示意圖； 圖3為本發(fā)明的實(shí)施圖例。
具體實(shí)施例方式
參見圖l、 2所示，本發(fā)明一種中小型海洋浮游動(dòng)物景深成像監(jiān)測裝置，它 包括水下成像密封艙體l、兩個(gè)景深成像照明密封艙體6和支撐框架4;所述兩 個(gè)景深成像照明密封艙體6在支撐框架4內(nèi)正面相對，所述景深成像照明密封 艙體6內(nèi)置呈矩形陣列的發(fā)光二極管5，以提供照明光束，所述景深成像照明密 封艙體6通過移動(dòng)滑塊8可以在支撐框架4上進(jìn)行前后距離的位置調(diào)節(jié)，當(dāng)移 動(dòng)到預(yù)期制定的位置時(shí)，通過固定螺栓7將移動(dòng)滑塊8固定在支撐框架4上， 從而將景深成像照明密封艙體6穩(wěn)定固定在支撐框架4上；所述水下成像密封艙體1內(nèi)設(shè)有物鏡9、數(shù)字成像系統(tǒng)10和數(shù)字圖像數(shù)據(jù)采集卡11，所述水下成
像成像密封艙體1與所述景深成像照明密封艙體6的相對側(cè)的艙體壁上設(shè)有光 學(xué)窗口 3，且所述水下成像密封艙體1通過固定支架2固定在支撐框架4上。
本發(fā)明的工作原理如下來自成像區(qū)的光束經(jīng)光學(xué)窗口3傳輸?shù)轿镧R9，并 由數(shù)字成像系統(tǒng)10成像，所記錄的數(shù)字圖像信息傳輸?shù)綌?shù)字圖像數(shù)據(jù)釆集卡11 進(jìn)行采集并存儲(chǔ)。如附圖3所示，通過對兩個(gè)景深照明密封艙6進(jìn)行位置調(diào)解， 然后固定在光學(xué)成像的景深成像區(qū)中，由兩個(gè)平行的發(fā)光二極管5陣列組成的 矩形光束對景深成像區(qū)域提供了照明空間(即虛線所包含的陰影區(qū)域)，對該區(qū) 域的被觀測目標(biāo)進(jìn)行照明，由觀測目標(biāo)所產(chǎn)生的光束經(jīng)光學(xué)窗口 3、物鏡9到達(dá) 數(shù)字相機(jī)成像，因此有效減少了其他光束在成像光路中傳播所引起的多次散射 效應(yīng)，有效地提高了水下圖像的成像質(zhì)量。
顯然，本發(fā)明的上述實(shí)施例僅僅是為清楚地說明本發(fā)明所作的舉例，而并 非是對本發(fā)明的實(shí)施方式的限定。對于-所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在上述 說明的基礎(chǔ)上還可以做出其它不同形式的變化或變動(dòng)。這里無法對所有的實(shí)施 方式予以窮舉。凡是屬于本發(fā)明的技術(shù)方案所引伸出的顯而易見的變化或變動(dòng) 仍處于本發(fā)明的保護(hù)范圍之列。
權(quán)利要求
1、中小型海洋浮游動(dòng)物景深成像監(jiān)測裝置，其特征在于它包括水下成像成像密封艙體、景深成像照明密封艙體和支撐框架；所述景深成像照明密封艙體內(nèi)置發(fā)光二極管，所述景深成像照明密封艙體固定在支撐框架上；所述水下成像成像密封艙體內(nèi)設(shè)有物鏡、數(shù)字成像系統(tǒng)和數(shù)字圖像數(shù)據(jù)采集卡，所述水下成像成像密封艙體與所述景深成像照明密封艙體的相對側(cè)的艙體壁上設(shè)有光學(xué)窗口，且所述水下成像成像密封艙體固定在支撐框架上。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述中小型海洋浮游動(dòng)物景深成像監(jiān)測裝置，其特征在 于所述景深成像照明密封艙體設(shè)有兩個(gè)，該兩個(gè)景深成像照明密封艙體在支 撐框架內(nèi)正面相對。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述中小型海洋浮游動(dòng)物景深成像監(jiān)測裝置，其特 征在于所述的發(fā)光二極管在景深成像照明密封艙體內(nèi)呈矩形陣列排列。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述中小型海洋浮游動(dòng)物景深成像監(jiān)測裝置，其特征在 于所述景深成像照明密封艙體通過移動(dòng)滑塊可調(diào)節(jié)的固定在支撐框架上。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述中小型海洋浮游動(dòng)物景深成像監(jiān)測裝置，其特征在 于所述水下成像密封艙體通過固定支架固定在支撐框架上。
全文摘要
中小型海洋浮游動(dòng)物景深成像監(jiān)測裝置，它包括水下成像密封艙體、景深成像照明密封艙體和支撐框架；所述景深成像照明密封艙體內(nèi)置發(fā)光二極管，提供照明光束，所述景深成像照明密封艙體固定在支撐框架上；所述水下成像成像密封艙體內(nèi)設(shè)有物鏡、數(shù)字成像系統(tǒng)和數(shù)字圖像數(shù)據(jù)采集卡，所述水下成像成像密封艙體與所述景深成像照明密封艙體的相對側(cè)的艙體壁上設(shè)有光學(xué)窗口，且所述水下成像成像密封艙體固定在支撐框架上。本發(fā)明的有益效果如下本發(fā)明可以有效地抑制非成像光束在成像光路傳播時(shí)所產(chǎn)生的散射效應(yīng)，極大地改善了水下圖像的成像質(zhì)量，提高浮游生物目標(biāo)判別的準(zhǔn)確率。
文檔編號G01N21/85GK101566577SQ20091011979
公開日2009年10月28日 申請日期2009年3月27日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月27日
發(fā)明者于新生, 張鳳麗, 隋美紅, 靳衛(wèi)衛(wèi) 申請人:中國海洋大學(xué)