Лазерный измеритель масштаба видеоизображения

ЛАЗЕРНЫЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ МАСШТАБА ВИДЕОИЗОБРАЖЕНИЯ
Устройство относится к технике нодводного телевидения и может быть применено для измерения масштаба видеоизображения морского дна нри определении величины находящихся на дне подводных объектов, таких как донные гидробионты, полиметаллические конкреции и т.п.
Известны устройства, с помощью которых можно измерить масштаб изображения и расстояние до объекта съемки, содержащие видеокамеру и один или несколько лазеров, лучи которых направлены строго параллельно оптической оси видеокамеры (см. например, Davis D.L. and R.F. Tusting. Quantitative benthic photography using laser calibrations. UnderSea World 91, San Diego: West Star Productions, 1991, pp.39-43).
Масштаб изображения и расстояние до объекта определяются путем измерения расстояния между изображениями проекции непрерывного лазерного луча на дно и главной точкой камеры (точкой пересечения оптической оси с плоскостью изображения). Наличие нескольких лазеров позволяет определить ориентацию камеры относительно дна.
Это устройство требует высокой точности установки лазеров относительно камеры и их конструктивного объединения с ней, что ведет к усложнению устройства, при этом высокая точность измерений не всегда может быть достигнута из-за влияния рельефа дна.
Между тем, в ряде практических случаев применения подводного телевидения, например, при оценке плотности концентрации подводных объектов, чрезмерно высокая точность измерений не требуется, а усложнение конструкции устройства нежелательно.
Предлагается лазерный измеритель масштаба видеоизображения, изготовленный в виде отдельного устройства, содержашего автономный герметичный корпус с двумя иллюминаторами, в котором расположены два лазера непрерывного излучения, испускающие через иллюминаторы
2005113864 параллельные друг относительно друга лучи, автономный источник
питания и устройство включения.
Измеритель электрически и механически не связан с видеокамерой, малогабаритен и может быть использован при работе с любой видеоаппаратурой, что удобно в условиях экспедиционных съемок.
Для определения масштаба полученного изображения достаточно наличия на нем красных точек - следов лазерных лучей измерителя, которые всегда строго параллельны по отношению друг к другу, но относительно оптической оси видеокамеры могут быть параллельны приблизительно.
Благодаря этому при установке камеры и измерителя не требуется конструктивного объединения лазеров и камеры, как в случае прототипа, достаточно установить камеру и измеритель рядом на одной платформе или присоединить его непосредственно к имеющейся камере без выверки параллельности лучей лазеров относительно ее оптической оси.
Отношение расстояния между точками - следами лазерных лучей на видеоизображении к известному постоянному расстоянию между лучами лазеров измерителя представляет собой масштаб полученного изображения.
Цвет излучения лазеров принципиального значения не имеет, но предпочтителен красный, так как он лучше выделяется на фоне грунта или других подводных объектов.
Измеритель удобен в эксплуатации, прост в изготовлении и содержит доступные широко известные и недорогие комплектуюшие изделия.
Лазерный измеритель масштаба видеоизображения (рис. 1) включает в себя прочный корпус 1 с иллюминаторами 2, два малогабаритных полупроводниковых лазера 3, излучающих лучи красного цвета, аккумуляторную батарею 4, устройство включения 5.
в качестве устройства включения 5 могут быть использованы любые известные устройства, например, гидростатический включатель, таймер и т.п.
Вариант устройства включения (рис. 2): электромеханическое или тиристорное пусковое реле 5, включающееся при замыкании пусковых электродов 6, выходящие в воду через изоляторы 7 в стенке прочного корпуса.
Устройство работает следующим образом.
Перед работой лазерный измеритель масштаба видеоизображения устанавливают рядом с видеокамерой на общей платформе или, например, закрепляют на ней с таким расчетом, чтобы при видеосъемке следы от лучей лазеров на поверхности дна или другом подводном объекте фиксировались на изображении, создаваемом камерой. Предпочтительно приблизительно параллельное (но без точной выверки) расположение лучей лазеров (3) измерителя относительно оптической оси камеры.
Включение лазеров (3) происходит: в случае применения таймера - в заданный момент времени, в случае применения гидростатического включателя - при погружении устройства на некоторую глубину, в случае применения реле с внешними электродами (6) - при входе в морскую воду.
Через контакты устройства включения подается электропитание от аккумуляторной батареи (4) на лазеры (3), которые испускают непрерывное красное излучение в течение всего времени пребывания аппаратуры под водой.
При съемке точки пересечения лазерных лучей с поверхностью морского дна (или иного подводного объекта) фиксируются на видеоизображении в виде красных точек. Отношение расстояния между красными точками на изображении к известному постоянному расстоянию между параллельными лучами лазеров в устройстве представляет собой масштаб изображения. Для определения величины объектов на видеоизображении
осуществляют измерение расстояния между красными точками, рассчитывают масштаб изображения, расстояние от видеокамеры до грунта и устанавливают действительные размеры объекта на видеоизображении.
Видеоизображение, как вариант, может быть передано в компьютер, где с помощью специального программного обеспечения будут произведены вышеуказанные расчеты в режиме реального или квазиреального времени.
Применение лазерного измерителя масштаба видеоизображения позволяет получить достоверные сведения о размерах подводных объектов для оценки запасов промысловых донных гидробионтов, таких как донные рыбы, крабы, морские ежи, моллюски или полиметаллических конкреций, а также во всех случаях, когда необходимо производить измерения объектов, находяшихся на дне и наблюдаемых с помошью подводного телевидения.
Предлагаемое устройство, удобно в эксплуатации так как автономно, малогабаритно и может быть использовано в комплексе с любой видеоаппаратурой без выверки установки измерителя относительно камеры.
Устройство содержит в своем составе доступные и недорогие комплектуюшие изделия, изготовление его несложно.
Заявитель
Директор института  - Болтнев
4