任福深 ，王 茜 ，刘 均 ，张 园

（1.东北石油大学 机械科学与工程学院，黑龙江 大庆 163318；2.陕西安然能源科技有限公司，陕西 西安 710000）

0 引言

智能视频监控技术结合图像、视频处理等技术，是实现运动目标自动检测和跟踪的关键技术[1-2]。水下机器人是海洋能源开采的重要装备，常代替人工在危险环境和人类视觉受阻的环境工作，需要借助云台实时监测水下环境、保证其安全高效的作业。

国内外云台多为单自由度或固定式，且常见的云台微控制器多为单核或双核，数据传输速度和存储量不高[3]。2014 年，中国海洋石油总公司设计了一款移动式云台，只适用于浅海水下场景的实时监控[4]。2016 年，殷莉甜针对水下云台结构的密封性和图像检测要求，设计了一款应用于水下焊接机器人的双目视觉系统，但其检测精度不高[5-6]。基于上述相关研究，本文设计了基于STM32 两轴深水观测云台结构及其控制系统，不但能实现回转和俯仰两自由度的运动，而且降低了水下机器人系统的开发成本，是水下机器人智能化研究的关键技术。

1 两自由度云台结构方案设计

图1 所示为两自由度深水观测云台的整体结构图，其主要由云台主体、数字摄像头、模拟摄像头以及深水LED 灯组成。由于水下机器人内部空间狭小，对云台结构进行了小型化设计，并采用连接板对摄像头和灯进行固定。

图1 两自由度云台整体结构图

云台电子仓和摄像机与灯分别采用水密电缆进行电气连接。云台结构采用两级O 形圈进行密封，整体密封性好，可以承受1.5 MPa的深水压力。……