成果转化案例 | 深海“拼图”、西电吕宁团队随“深海勇士”号完成海试

深海“拼图”|西电吕宁团队随“深海勇士”号完成海试

2026年7月，西安电子科技大学电子工程学院的影像处理实验室吕宁老师团队随着“深海勇士”号载人潜水器从深海带回珍贵的影像数据，团队研发的“多相机双景拼接系统”圆满完成海试任务。两次下潜作业成功获取了多组高质量和高精度的深海原始勘测图像，是该区域首次全覆盖的海底测绘调查影像数据，为后续算法的迭代优化与技术体系完善夯实了坚实基础。

从2022年项目预研立项到如今成功应用，这支由专家学者和研究生组成的团队，在数年攻关中闯出了一条电子信息服务国家深海战略的新路。

全景拼接：

为深海装上“广角眼”

要让相机拍到尽可能清晰的图像，并在深海里完成“拼图”，远比陆地上复杂得多。

深海装备，耐压是生命线。设备研制过程中，因项目要求耐压指标从4500米提升至6000米。因此透明球罩既要保证极高透光率，又要承受数百个大气压——光学性能最佳的石英玻璃在加压测试中接连碎裂，蓝宝石玻璃造价贵且光学性能差一些，团队花了近三个月才找到兼顾两者的合适材料。

解决了耐压问题，数据如何传回潜器内同样棘手。三台高清相机同时工作，原始高清图片数据量惊人，团队的选择是在潜器外独立解决——设计一个耐压罐体，内置自主研发的嵌入式处理板，在潜器外完成多路图像的实时拼接与初步校正，只将处理后的“宽幅全景图”传回舱内。这样既绕开了带宽瓶颈，也能更快看到广域图像，可以现场判断是否需要补拍，改变了过去“先采集、后处理”的离线模式。

数据处理的问题解决了，但拼接精度的问题又浮出水面。陆地上做图像拼接，通常依赖GPS和惯性导航提供的位姿信息完成几何校正。深海环境则完全不一样。潜水器在海底一旦启动或转向，姿态就会发生微小变化，而潜器传感器传回的位姿数据存在更新延迟和精度不足的问题。吕宁说。这意味着团队必须在算法层面补充基于图像特征点的实时校正环节，用图像内容弥补传感器信息的不足——这是纯实验室环境难以预见的挑战，也是系统从“能用”到“好用”的关键一步。

算法之外，系统还要在真实作业中完成工程化的最后一道跨越。在作业现场，三台相机的安装、调试、与潜器其他设备的协同，每一项都是细致活。吕宁带的4位研究生在船上的主要工作就是设备的组装联调、功能性测试、防水密封、绝缘检测、图像拼接及算法优化等，“我主要负责算法优化，我们的拼接算法如果出现拼图局部伪影或者偏差，就要尽快对算法及标定参数进行修正，以确保后续使用时有更好的结果”，团队成员、2023级博士研究生韩振介绍道。

正是从硬件耐压到数据传输、从算法校正到现场工程的全链条打通，这套“深海广角眼”才真正从实验室走向了1500米的海底。

来源：西安电子科技大学

编审：环大管委会