傳統(tǒng)水下攝像模組通常采用固定焦距，常面臨遠(yuǎn)景模糊與近景視野受限的問題。以深海熱泉生態(tài)研究為例，科研人員需要同時(shí)觀察噴口的整體結(jié)構(gòu)和噴口壁上的微生物群落，普通攝像頭難以兼顧這兩種尺度。FCB-EV9520L 具備 30 倍光學(xué)變焦功能，可通過物理調(diào)節(jié)鏡頭組間距，實(shí)現(xiàn)從廣角全景到高倍特寫的連續(xù)切換，并在全過程中維持全高清分辨率。該“無(wú)損放大”能力使搭載該模組的水下機(jī)器人單次下潛即可完成從千米級(jí)地形測(cè)繪到毫米級(jí)生物特征識(shí)別的多尺度任務(wù)。

在南?？扇急碧饺蝿?wù)中，搭載該模組的混合式水下機(jī)器人需在渾濁水體中定位海底裂縫中的甲烷滲漏點(diǎn)，并記錄裂縫壁的微生物分布。其 30 倍光學(xué)變焦與快速自動(dòng)聚焦功能，可先以廣角模式確定目標(biāo)區(qū)域，再迅速切換至長(zhǎng)焦模式，清晰捕捉裂縫壁上的微小滲漏孔及附著生物。這種“先定位、后解析”的工作流程提高了勘探作業(yè)的效率，為能源開發(fā)提供了重要數(shù)據(jù)支持。

深海視覺系統(tǒng)需應(yīng)對(duì)極端光照條件，從水面強(qiáng)光到深海黑暗，光強(qiáng)差異可達(dá)百萬(wàn)倍。FCB-EV9520L 結(jié)合三項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，構(gòu)建了覆蓋全深度環(huán)境的視覺系統(tǒng)。

該模組配備的 STARVIS2 CMOS 傳感器可在 0.009 lux 的低照度環(huán)境中輸出彩色圖像。在北極冰下科學(xué)考察中，該傳感器成功拍攝到冰層下方昏暗環(huán)境中的冰藻群落分層結(jié)構(gòu)，為極地生態(tài)研究提供了新的觀測(cè)手段。

其 130dB 寬動(dòng)態(tài)范圍通過像素級(jí)曝光控制，可同時(shí)記錄高光與陰影區(qū)域的細(xì)節(jié)，避免傳統(tǒng)攝像模組中常見的過曝或欠曝現(xiàn)象。在海上風(fēng)電樁基檢測(cè)中，該功能使工程師能夠清晰識(shí)別樁基表面的微小裂紋，而無(wú)需額外調(diào)整光照。

針對(duì)深海洋流引起的設(shè)備振動(dòng)，其圖像防抖系統(tǒng)采用 S + 級(jí)防抖算法，可在 5 節(jié)流速下抵消圖像抖動(dòng)，保障激光掃描儀在動(dòng)態(tài)環(huán)境中仍能獲取毫米級(jí)精度的形變數(shù)據(jù)。在搜救應(yīng)用中，防抖系統(tǒng)為機(jī)械臂操作提供了穩(wěn)定的視覺反饋，協(xié)助救援人員準(zhǔn)確定位目標(biāo)。

FCB-EV9520L 不僅提升了成像質(zhì)量，也推動(dòng)了水下機(jī)器人作業(yè)方式向自主化和精準(zhǔn)化發(fā)展。其區(qū)域自動(dòng)控制功能允許對(duì)圖像中指定區(qū)域進(jìn)行獨(dú)立的曝光、對(duì)焦和白平衡調(diào)整。例如在沉船考古中，可將文物表面設(shè)定為“感興趣區(qū)域”，由系統(tǒng)自動(dòng)優(yōu)化成像參數(shù)，從而提高表面缺陷的識(shí)別效率。

智能追蹤功能配合 3G-SDI 編碼控制板，可實(shí)時(shí)追蹤移動(dòng)目標(biāo)，并以 60fps 幀率傳輸全高清影像，延遲低于 100 毫秒。在生態(tài)監(jiān)測(cè)中，當(dāng)機(jī)器人發(fā)現(xiàn)稀有生物時(shí)可立即傳回清晰圖像，為保護(hù)決策提供及時(shí)依據(jù)。

該模組采用模塊化設(shè)計(jì)，配備標(biāo)準(zhǔn)化接口，可快速更換防護(hù)罩以適應(yīng)不同作業(yè)環(huán)境，有助于降低部署與維護(hù)成本。

隨著視覺技術(shù)的進(jìn)步，水下機(jī)器人的應(yīng)用范圍已從常規(guī)工程檢測(cè)擴(kuò)展至生物研究、考古發(fā)掘等高精度領(lǐng)域。在南海 I 號(hào)沉船考古中，搭載該模組的自主式機(jī)器人完成了對(duì)瓷器堆積區(qū)的三維建模，30 倍光學(xué)變焦使研究人員可遠(yuǎn)程識(shí)別文物表面銘文細(xì)節(jié)，寬動(dòng)態(tài)范圍則有效還原了沉船內(nèi)部的色彩層次，成像精度滿足考古研究需求。在北極冰下觀測(cè)中，機(jī)器人借助低照度成像與防抖技術(shù)，首次記錄了冰藻群落的動(dòng)態(tài)生長(zhǎng)過程，為研究極地生態(tài)系統(tǒng)對(duì)氣候變化的響應(yīng)提供了關(guān)鍵影像資料。

SONY FCB-EV9520L 的 30 倍光學(xué)變焦功能，標(biāo)志著水下機(jī)器人視覺能力從“被動(dòng)記錄”向“主動(dòng)感知”的轉(zhuǎn)變。該技術(shù)進(jìn)步提升了人類對(duì)深海環(huán)境的觀測(cè)與研究能力，拓展了人類與海洋互動(dòng)的方式。

審核編輯 黃宇