普通水下相机只能分辨红绿蓝三种颜色，声呐只能勾勒轮廓——想精准区分健康珊瑚与白化珊瑚、锰结核与玄武岩、管线腐蚀与生物附着，必须依靠水下高光谱成像（UHI）。

HyperShark 是美国 BlueWave Robotics 推出的水下高光谱成像载荷系统，专为 AUV / ROV 集成设计：专业高光谱传感单元、水下耐压壳体、自主供电、大容量本地存储与实时分析软件一体化集成，以“图谱合一”的方式同步记录海底的二维影像与每一个像元的连续光谱曲线，实现海底目标的原位自动分类识别。

系统核心采用科研级 VNIR 高光谱传感单元，覆盖 400–1000 nm 可见光-近红外波段，270 个连续光谱通道、光谱采样 2.2 nm，让“看长相”的水下机器人第一次拥有“辨成分”的能力。

HyperShark 高光谱载荷（含耐压成像舱、LED / 卤素双照明、框架与推进集成界面），可整体挂载于 BlueROV2 等 ROV 平台，或作为独立载荷模块集成至各型 AUV。

HyperShark 水下高光谱成像载荷（图片来源：BlueWave Robotics 官方）

地球上每一种物质——健康的珊瑚、特定的矿物、管线的防腐涂层，甚至一层薄薄的生物膜——都以独特的模式反射和吸收光线，形成独一无二的“光谱指纹”。

HyperShark 采用推扫式（Push-broom）成像：航行过程中，入射光被拆分为数百条连续窄波段，同步记录二维空间影像与一维光谱曲线，生成三维“数据立方体”。海水浊度、生物附着、泥沙覆盖等让普通相机“失效”的场景，光谱指纹依然稳定可辨。

高光谱数据立方体与典型海底物质的光谱指纹差异（示意）

配合主动宽谱照明，HyperShark 在完全黑暗的深水环境中也能稳定获取光谱数据，突破传统光学成像的深度与光照限制。

HyperShark 的成像核心为 Headwall Nano-Hyperspec 级科研传感器，采用像差校正同心光学设计与自研高性能衍射光栅，全反射结构、无移动部件，天生抗振、热稳定性好，在整个视场和波段范围内都能保持出色的空间/光谱分辨率与高信噪比。

核心高光谱传感单元（约 0.5 kg，76.2×76.2×119.4 mm）

■ 640 个空间通道 × 270 个光谱通道，单帧即得完整推扫条带光谱影像

■ 光谱采样 2.2 nm/像元，狭缝像 FWHM 6 nm，内置二阶滤光片

■ 帧率最高 350 fps，CMOS 探测器、12 bit 位深、7.4 μm 像元

■ 机载级低功耗设计（最大 13 W），GigE Vision 接口快速回传/卸载数据

■ 480 GB 板载存储（100 fps 下约 130 分钟连续采集），无需实时回传

传感单元在机载遥感领域已有十余年成熟应用积累（大堡礁监测等标志性项目），HyperShark 将其完整带入水下世界。

HyperShark 不是“把相机装进防水壳”——它是一套围绕水下光谱探测完整设计的作业载荷：

■ 耐压壳体：载荷标准耐压 150 m，支持定制加深耐压壳体，满足深水探测需求；ROV 套件基于 BlueROV2 平台（标定作业深度 80–100 m）

■ 独立供电：内置专属电池模组，不占用载体主电源，长时间巡航无供电压力

■ 大容量本地存储：480 GB 高速硬盘，原始高光谱数据本地落盘，适配远距离、长时水下作业

■ 双照明方案：LED 柔和照明 / 卤素强光照明可切换，清澈近海与浑浊深水场景均可适配，抑制水体散射干扰

■ 高度模块化：机械结构可按需改造，兼容多型号 AUV / ROV；开放软件架构，可扩展集成 DVL、扫描声呐等传感器

主动宽谱照明让深水光谱探测摆脱对自然光的依赖

HyperShark 配套实时分析软件，水下作业过程中同步解析光谱数据；作业完成后一键自动分类海底目标，输出标准化图谱与分类报告，省去海量视频人工复盘的工时。

■ 作业中实时光谱解析，现场即可确认数据质量与目标发现

■ 基于光谱指纹库的监督分类，自动区分珊瑚/藻类/海绵/沉积物/人工目标等类别

■ 输出厘米级分类分布图与统计报告，直接服务于生态评估、矿产储量圈定与设施运维决策

■ 开放数据接口，可与机器学习工作流衔接，持续扩充自有光谱数据库

HyperShark 以同一成像核心覆盖从轻量 ROV 套件到深水定制的完整谱系，按需选型：

以下案例来自行业公开报道与文献，展示水下高光谱成像技术的成熟应用价值。

案例一｜大堡礁生态监测（澳大利亚 AIMS，2018）

澳大利亚海洋科学研究所（AIMS）与昆士兰科技大学合作，在约翰·布鲁尔礁开展了为期两周的海试：BlueROV2 搭载与 HyperShark 同源的高光谱成像单元（400–1000 nm、270 波段）沿样带自动巡航，完成海底测绘、水深反演与白化珊瑚识别，并实现全球首次 ROV 与高光谱无人机夜间协同作业。机器人作业让潜水员远离鳄鱼与有毒生物威胁，监测效率和安全性成倍提升。

搭载高光谱相机的 ROV 在大堡礁上空作业（图片来源：AIMS）

案例二｜深海锰结核高光谱制图（NTNU/Ecotone，秘鲁海盆 4100 m）

挪威科技大学（NTNU）与 Ecotone 研发的 UHI 系统搭载 ROV 在太平洋 DISCOL 实验区（水深约 4100 m）完成世界首次深海海底高光谱测绘，原位区分锰结核、沉积物与底栖生物，自动统计结核覆盖率——为高光谱用于深海采矿储量评估提供了首个实证。

案例三｜深海大型生物原位“光谱分类学”（Scientific Reports，2018）

《Scientific Reports》发表的研究证实：UHI 可作为原位分类工具，基于光谱指纹半自动识别深海底栖大型生物，对小型生物的检出率显著优于普通 RGB 影像；还能发现 RGB 图像中不可见的沉积叶绿素 a 异常（675 nm 反射谷），为栖息地制图与监测提供全新维度。

案例四｜国内实践：浅水珊瑚礁水下机器人载高光谱系统（自然资源部南海局等）

自然资源部南海发展研究院联合中科院空天信息创新研究院、西安光机所研制的浅水珊瑚礁水下机器人载高光谱成像仪（380–800 nm、平均光谱分辨率 4 nm），在千岛湖、珠海外伶仃岛/庙湾岛完成多轮测试：单日勘测效率达人工潜水的 3–4 倍，珊瑚科（属）智能识别精度优于 80%，已在三亚珊瑚礁研究所、广东海洋大学等 6 家单位推广应用，2024 年 2 月经专家鉴定总体达国内领先水平。

案例五｜国内实践：南海珊瑚礁原位高光谱鉴别（中科院南海海洋研究所）

中科院南海海洋研究所 LTO 团队在三亚、西沙海域获取原位海底高光谱数据集：基于 1 nm 全分辨率光谱，珊瑚科级鉴别精度 90.9%、种级鉴别精度 91.6%——证明原位高光谱具备物种级识别能力，而多光谱卫星（Landsat 8 / Sentinel-2 / WorldView-2）在种级层面平均精度不足 70%。

水面支持团队操控 ROV 进行高光谱调查（图片来源：AIMS）

■ HyperShark 核心成像单元（VNIR 高光谱传感器）技术资料（PDF）

如需完整产品手册、深水定制方案或集成评估，请联系普思海洋技术团队。

以下各配置方案均基于同一成像核心，可按任务需求组合选型。

HyperShark ROV 套件（BlueROV2 平台版）

开箱即用的水下高光谱作业系统：高光谱载荷整体集成于 BlueROV2 平台，高机动、易部署，开源 ROV 软件生态，是科研团队进入水下高光谱领域的最快路径。

套件支持后期升级 DVL 与扫描声呐，实现更精准的样带巡航与避障。

参数	指标
作业平台	BlueROV2（6 推进器，高机动、高可重构）
标定作业深度	80 m（平台标准 100 m）
成像规格	270 波段 / 400–1000 nm VNIR / 15.9° 前向视场
照明	LED 或卤素照明可选
供电	电池独立供电
软件	开源 ROV 控制软件 + 实时高光谱分析软件
扩展	可升级 DVL、扫描声呐

HyperShark AUV 集成载荷（多平台适配版）

面向大范围海底测绘的载荷形态：成像舱、照明、供电与存储集成为独立载荷模块，机械与电气接口按载体定制，兼容多型号 AUV。

载荷不占用 AUV 主电源，480 GB 本地存储支持全程原始数据落盘，任务后统一回收处理。

参数	指标
载荷耐压	标准 150 m（支持定制加深）
成像规格	270 波段 / 400–1000 nm VNIR / 15.9° 前向视场
数据存储	480 GB 高速本地存储
供电	内置专属电池模组
接口	GigE Vision，任务规划/数据回收接口按载体适配
适配	多型号 AUV / ROV 定制集成

HyperShark 深水定制型（定制耐压壳体）

针对深水与深海探测需求，提供定制加深耐压壳体与照明增强方案，把光谱探测能力延伸到自然光完全消失的深度。

钛合金耐压舱、深水接插件与压力补偿设计按目标深度工程化定制。

参数	指标
耐压方案	钛合金定制耐压壳体
作业深度	按需求定制加深
成像规格	270 波段 / 400–1000 nm VNIR
照明	卤素强光照明增强，抑制深水散射
结构	模块化框架，适配深水 AUV / ROV
服务	深度论证 + 集成联调 + 海试支持

核心成像单元（OEM 集成件）

Headwall Nano-Hyperspec 级科研传感单元，像差校正同心光学、全反射无移动部件设计，约 0.5 kg、76.2×76.2×119.4 mm，可嵌入自研载荷、无人机或实验室系统。

640 空间通道 × 270 光谱通道，GigE Vision 接口，支持 OEM 编程与二次开发。

参数	指标
光谱范围	400–1000 nm（VNIR）
空间/光谱通道	640 / 270
色散/分辨率	2.2 nm/像元，狭缝像 FWHM 6 nm
探测器	CMOS，12 bit，7.4 μm 像元
帧率	最高 350 fps
接口/存储	GigE Vision / 480 GB 板载存储
功耗/重量	最大 13 W / 约 0.5 kg（不含镜头与 GPS）
尺寸	76.2 × 76.2 × 119.4 mm（含镜头，不含 POS）

照明与导航选配件

按任务剖面增强系统能力：浑浊水体选卤素强光，清澈近海选 LED 柔光；高精度样带作业加装 DVL，复杂结构环境加装扫描声呐；需要地理配准时选装 GPS/IMU。

参数	指标
照明选配	LED 柔和照明 / 卤素强光照明
导航选配	DVL（多普勒计程仪）
避障选配	扫描声呐
定位选配	GPS/IMU（地理配准与正射校正）
软件选配	实时分析软件高级模块、光谱数据库定制