完成海试任务后，吕宁（左一）、诸雍烨在“深海勇士”号上合影（资料照片）。 受访者供图

本报记者 吕扬

在1500米的深海，黑暗、高压与寒冷交织成天然禁区。西安电子科技大学电子工程学院吕宁团队，凭借自主研发的“多相机双景拼接系统”，为“深海勇士”号载人潜水器装上了一双穿透黑暗的“智慧眼”，既能重构水下目标的三维形态，又能从复杂海底背景中精准提取关键细节。

2026年7月，团队随“深海勇士”号完成海试，两次下潜成功获取多组高质量深海原始勘测图像。

来之不易的机遇

“我们这次是插空进去的，相当于‘蹭’了一次下潜机会。”8月20日，吕宁这样形容海试机会的来之不易。与中国科学院深海所等深耕海洋领域数十年的“国家队”相比，吕宁团队算是“新军”。

机会出现在一次学术交流中。同行提到深海探测视觉设备的痛点：随着国家深海战略推进，科考、搜寻打捞、目标重建对信息装备要求越来越高，进口设备定制困难，国产装备在信息化、智能化方面亟待提升。“当时觉得或许我们可以试试。我们之前一直深耕影像这个领域，也有嵌入式工程的相关经验。”吕宁说。从2022年项目预研立项，到2026年搭载“深海勇士”号下潜，西电人开始向“深蓝”进发。

传统深海摄影测量长期面临单相机视野狭窄的问题。要获取一片海底区域的完整图像，潜水器需反复巡航、大量补拍，耗时费力，数据也容易冗余或产生拼接缝隙。团队提出的“多相机双景拼接系统”，将3台高清相机装于特制支架，作业效率大幅提升。潜航员不需要把时间都花在摄影测量上，可兼顾完成其他任务。

破解深海成像技术困局

要让相机在深海里拍到清晰图像并完成拼接，远比陆地上复杂。对于深海装备，耐压是生命线。设备研制中，因项目要求，耐压指标从4500米提升至6000米，透明球罩既要保证极高透光率，又要承受数百个大气压。团队花了近3个月才找到兼顾两者的材料。

耐压问题解决后，数据传输同样棘手：3台高清相机同时工作，原始图像数据量巨大。团队选择在潜水器外独立处理——设计一个耐压罐体，内置自主研发的嵌入式处理板，在潜水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，又能更快看到广域图像，可以现场判断是否需要补拍，改变了以往“先采集、后处理”的离线模式。

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，深海环境则完全不同。潜水器在海底一旦启动或转向，姿态会发生微小变化，而潜水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。

“实际水下测试之后才发现，潜水器的传感器数据与预期的有偏差。”吕宁说，这意味着团队必须在算法层面增加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。

算法之外，工程现场同样面临挑战。3台相机的安装、调试，与潜水器其他设备的协同，每一项都是细致活。吕宁带的4名研究生在船上的主要工作是设备组装联调、功能性测试、防水密封、绝缘检测、图像拼接及算法优化等。

团队成员韩振介绍：“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。”

一堂“没有下次再来”的实践课

这次海试既是技术验证，又是一堂实践育人课。2025级硕士研究生诸雍烨对首次下潜记忆深刻。随着潜水器缓缓下沉，海水的颜色逐渐变化，到大约150米深度时可见光完全消失。到达海底后，冷泉群落出现在眼前，偶有小生物游过，他感到既神奇又震撼。

“能有机会参与服务国之重器的工作，是我的幸运，也让我更加坚定了自己的科研方向。”诸雍烨说。

在真实的科考现场，诸雍烨和同学们学到的不止是设备操作，科研人员对待工作的严谨、细致以及集体意识、团队协作，也给他们留下深刻印象。

海上科考没有“下次再来”的选项。设备第一次下水前夜，潜水器回收较晚，工作人员检查充电完毕已到凌晨，设备未能提前安装测试。第二天，吕宁和诸雍烨提前来到潜水器旁做下潜准备测试，却发现一台相机连接不上。临近出发，时间紧迫，现场所有人沉着有序地排查。最终，发现是防水壳上的电源插头导线断裂，他们马上替换备用件。

“遇到问题不慌乱，是一线工程师应该具备的能力和素养。”诸雍烨回忆，在科考船上，他们听到最多的是“只有岗位，没有单位”。所有人都承担辅助作业任务——搬运物资、布放信标、整理缆绳，学生们也参与其中，切身感受了深海探索的艰辛，体会到协作的重要性。

这次海试也影响了学生们的科研观念。“这次科考让我深刻理解了什么是‘工程约束’。在实验室做实验，条件可控，但真实场景环境复杂，会遇到很多预想不到的问题，对心态和基本功都是考验。”团队成员黄兴贺说。