CN108037510A - 一种用于无人艇的光电侦察设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于无人艇的光电侦察设备，涉及无人设备领域，包括底座，所述底座上设置有若干全景成像器；所述底座的顶部设置有俯仰机构，所述俯仰机构能够相对底座在上下俯仰和左右转动；所述俯仰机构上设置有电视传感器、红外热像仪、激光测距仪，所述电视传感器、红外热像仪和激光测距仪的光轴相互平行；所述电视传感器、红外热像仪、激光测距仪的光学窗口上均设置有光学防护机构，所述电视传感器、激光测距仪的光学防护机构上均设置有雨刮机构。本发明能够降低航行过程中的海浪、水雾、杂质对光电设备成像的影响，同时，能够提高光电设备在阴雨、大雾等气候条件下的成像效果。
Description
技术领域
本发明涉及无人设备领域，具体涉及一种用于无人艇的光电侦察设备。
背景技术
近年来，无人技术凭借其机动性好，人身安全保障性高的优点，在航拍、侦察等领域得到广泛的应用，使得无人机、自动驾驶汽车、无人艇、无人海防高塔、无人哨所等无人平台得到了迅速发展，
其中，无人艇技术正在蓬勃发展，已被应用于巡逻警戒、武装对抗、人员搜救、水质监测等方面，用于执行危险或其他不适于人员到达现场操作的任务，能够有效保护人身安全、节省人力资源成本，具有重要的意义。
无人平台在运行时，需要使用光电设备作为“眼睛”，实时对周围环境进行监测并将图像传输至操作中心，使得操作人员在后方能够实时掌握无人平台现场环境并下发相应的指令。
目前的光电设备通常包括操控模块及与其相连接的成像模块、测距模块和目标跟踪模块，其中，成像模块、测距模块和目标跟踪模块通过电缆将其所采集的信息发送至操控模块，操控人员根据操控模块所接收的信息对目标进行成像观察、激光测距及图像跟踪等。
但是，由于无人艇本身的体积较小、航行速度快，在航行过程中溅起的海水、水雾、水中的杂质均会影响光电设备对目标的成像效果和细节识别能力，同时，在阴雨、大雾等外部能见度较差的气候条件下，成像效果较差，难以采集到清晰图像，影响工作人员对现场环境的辨析。
发明内容
针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种用于无人艇的光电侦察设备，能够降低航行过程中的海水、水雾、杂质对光电设备的影响，同时，能够提高光电设备在阴雨、大雾等气候条件下的成像效果。
为达到以上目的，本发明采取的技术方案是：
一种用于无人艇的光电侦察设备，包括底座，所述底座的顶部设置有俯仰机构，所述俯仰机构能够相对底座在上下俯仰和左右转动；
所述俯仰机构上设置有电视传感器、红外热像仪、激光测距仪，所述电视传感器、红外热像仪和激光测距仪的光轴相互平行；
所述电视传感器、红外热像仪、激光测距仪的光学窗口上均设置有光学防护机构，所述电视传感器、激光测距仪的光学防护机构上均设置有雨刮机构。
在上述技术方案的基础上，所述电视传感器、红外热像仪均配置有连续变焦镜头，所述连续变焦镜头与外部电机连接，所述电机与控制器相连接，所述控制器通过控制电机的旋转带动连续变焦镜头变焦，实现成像视场的连续变化。
在上述技术方案的基础上，所述雨刮机构包括刮片、刮臂、直流电机和位置开关，所述位置开关与控制器相连接，用于控制所述直流电机通过刮臂带动刮片运动。
在上述技术方案的基础上，所述底座外侧均匀分布有若干全景成像器，所述全景成像器的光学窗口上设置有光学防护机构，每个全景成像器拍摄等角度的图像，所有全景成像器图像拼接后为无人艇周边360°全景图像。
一种带有光电侦察设备的无人艇，所述无人艇上还设置有控制处理机构和显控机构，所述控制处理机构与所述光电侦察设备有线连接，所述控制处理机构位于无人艇的内部，所述控制处理机构包括图像处理器和综合控制器，所述图像处理器、综合控制器均与光电侦察设备有线连接；
所述显控机构其与控制处理机构无线连接，用于图像处理器处理后的图像信息显示，并向综合控制器发送指令，控制所述光电侦察设备的运行。
在上述技术方案的基础上，所述图像处理器与红外热像仪、电视传感器和全景成像器相连接。
在上述技术方案的基础上，所述显控机构包括显示器、轨迹球、操纵杆、操纵键和计算机，所述计算机用于接收控制处理机构传输的图像信息，并将图像信息传输至显示器进行显示，所述显示器、轨迹球、操纵杆、操纵键均与计算机相连接，所述计算机用于接收所述轨迹球、操纵杆、操纵键的操控指令，并将指令发送至综合控制器。
在上述技术方案的基础上，所述操纵杆控制所述俯仰机构相对底座上下俯仰和左右转动；所述操纵键用于控制所述电视传感器、红外热像仪和激光测距仪。
在上述技术方案的基础上，所述控制处理机构包括箱体、图像处理器和综合控制器，所述图像处理器和综合控制器均位于箱体的内部，所述箱体上还设置有减震器和散热器。
在上述技术方案的基础上，所述光电侦察设备内还设置有俯仰陀螺、方位陀螺、方位编码器、俯仰编码器，俯仰电机和方位电机，所述俯仰陀螺、俯仰编码器、俯仰电机均与综合控制器相连接；所述方位陀螺、方位编码器、方位电机均与综合控制器相连接。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
(1)本发明中用于无人艇的光电侦察设备，包括俯仰机构，俯仰机构内部的电视传感器、红外热像仪、激光测距仪的光学窗口上均设置有光学防护机构，能够避免相应的仪器被海水、盐雾等腐蚀，同时，电视传感器、激光测距仪的光学防护机构上均设置有雨刮机构，能够刮除电视传感器和激光测距仪窗口保护玻璃外侧的水珠及雾气，降低风浪、雨水、雾气等环境因素对光学传感器的干扰，增强设备在恶劣环境下的探测能力，能够提高光电设备在阴雨、大雾等气候条件下的成像效果。
(2)本发明中用于无人艇的光电侦察设备，电视传感器、红外热像仪均配置有连续变焦镜头，连续变焦镜头与外部电机连接，电机与控制器相连接，控制器通过控制电机的旋转带动连续变焦镜头变焦，实现成像视场的连续变化，能够对目标的细节进行观察，特别是对于快速靠近或快速远离的目标，能够通过连续改变视场，使目标图像在整个视场中保持合适的比例，便于对目标细节进行观察。
(3)本发明中的带有光电侦察设备的无人艇，光电侦察设备采集环境信息后，通过有线连接的方式发送给控制处理机构，在控制处理机构对图像进行解算并调整俯仰机构的状态，使得采集角度更加优化，得到较好的环境信息，同时，光电侦察设备与控制处理机构有线连接，二者之间的数据和信息传递较快，得到的信息时效性更佳。
附图说明
图1为本发明实施例中用于无人艇的光电侦察设备的结构示意图；
图2为带有光电侦察设备的无人艇的结构框图；
图3为显控机构的结构示意图。
图中：1-底座，2-俯仰机构，3-电视传感器，4-红外热像仪，5-激光测距仪，6-雨刮机构，7-刮片，8-刮臂，9-直流电机，10-全景成像器，11-控制处理机构，12-显控机构，13-图像处理器，14-综合控制器，15-显示器，16-轨迹球，17-操纵杆，18-操纵键，19-计算机。
具体实施方式
以下结合附图及实施例对本发明作进一步详细说明。
参见图1所示，本发明实施例提供一种用于无人艇的光电侦察设备，包括底座1，底座1的顶部设置有俯仰机构2，俯仰机构2能够相对底座1在上下俯仰和左右转动；俯仰机构2上设置有电视传感器3、红外热像仪4、激光测距仪5，电视传感器3、红外热像仪4和激光测距仪5的光轴相互平行，本发明中的红外热像仪4选用智能型红外热像仪，在实际使用中，可以根据需要进行选择。
其中，电视传感器3、红外热像仪4均配置有连续变焦镜头，连续变焦镜头与外部电机连接，电机与控制器相连接，控制器通过控制电机的旋转带动连续变焦镜头变焦，实现成像视场的连续变化。
电视传感器3、红外热像仪4、激光测距仪5的光学窗口上均设置有光学防护机构，电视传感器3、激光测距仪5的光学防护机构上均设置有雨刮机构6，雨刮机构6包括刮片7、刮臂8、直流电机9和位置开关，位置开关与控制器相连接，用于控制直流电机9通过刮臂8带动刮片7运动，刮片7和刮臂8均采用可拆卸连接，便于更换。
底座1外侧均匀分布有若干全景成像器10，全景成像器10的光学窗口上设置有光学防护机构，每个全景成像器10拍摄等角度的图像，所有全景成像器10图像拼接后为无人艇周边360°全景图像。
参见图2所示，本发明还提供一种带有光电侦察设备的无人艇，无人艇还配置有控制处理机构11和显控机构12，控制处理机构11与光电侦察设备有线连接，控制处理机构11位于无人艇的内部，控制处理机构11包括图像处理器13和综合控制器14，图像处理器13、综合控制器14均与光电侦察设备有线连接，图像处理器13与红外热像仪4、电视传感器3和全景成像器10相连接。本发明的控制处理机构11包括箱体，图像处理器13和综合控制器14均位于箱体的内部，箱体上还设置有减震器和散热器。
显控机构12位于收放无人艇的母船或岸上控制中心，显控机构12其与控制处理机构11无线通信连接，用于接收和显示图像处理器13处理后的图像信息，并向综合控制器14发送指令，远程控制光电侦察设备的运行。
参见图3所示，本发明实施例中，显控机构12包括显示器15、轨迹球16、操纵杆17、操纵键18和计算机19，计算机19用于接收控制处理机构11传输的图像信息，并传输至显示器15进行显示，显示器15、轨迹球16、操纵杆17、操纵键18均与计算机19相连接，计算机19还用于接收操纵杆17、操纵键18和轨迹球16的操控指令，并将指令通过无线通信发送至综合控制器14。
操纵杆17用于控制光电侦察设备相对底座1上下俯仰和左右转动；操纵键18用于控制电视传感器3、红外热像仪4和激光测距仪5。
此外，本发明的光电侦察设备内还设置有俯仰陀螺、方位陀螺、方位编码器、俯仰编码器，俯仰电机和方位电机，所述俯仰陀螺、俯仰编码器、俯仰电机均与综合控制器14相连接；所述方位陀螺、方位编码器、方位电机均与综合控制器14相连接。在使用中，综合控制器14发送驱动信息控制方位电机和俯仰电机的转动，方位陀螺和俯仰陀螺发送速度信息给综合控制器14，方位编码器和俯仰编码器发送角度信息给综合控制器14，综合控制器14根据接收到的信息调整发送给电机的驱动量，实现光电侦察设备的闭环伺服控制，实现图像稳定的效果。
本发明不局限于上述实施方式，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围之内。本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。
Claims (10)
1.一种用于无人艇的光电侦察设备，包括底座(1)，其特征在于：所述底座(1)的顶部设置有俯仰机构(2)，所述俯仰机构(2)能够相对底座(1)在上下俯仰和左右转动；
所述俯仰机构(2)上设置有电视传感器(3)、红外热像仪(4)、激光测距仪(5)，所述电视传感器(3)、红外热像仪(4)和激光测距仪(5)的光轴相互平行；
所述电视传感器(3)、红外热像仪(4)、激光测距仪(5)的光学窗口上均设置有光学防护机构，所述电视传感器(3)、激光测距仪(5)的光学防护机构上均设置有雨刮机构(6)。
2.如权利要求1所述的一种用于无人艇的光电侦察设备，其特征在于：所述电视传感器(3)、红外热像仪(4)均配置有连续变焦镜头，所述连续变焦镜头与外部电机连接，所述电机与控制器相连接，所述控制器通过控制电机的旋转带动连续变焦镜头变焦，实现成像视场的连续变化。
3.如权利要求1所述的一种用于无人艇的光电侦察设备，其特征在于：所述雨刮机构(6)包括刮片(7)、刮臂(8)、直流电机(9)和位置开关，所述位置开关与控制器相连接，用于控制所述直流电机(9)通过刮臂(8)带动刮片(7)运动。
4.如权利要求1所述的一种用于无人艇的光电侦察设备，其特征在于：所述底座(1)外侧均匀分布有若干全景成像器(10)，所述全景成像器(10)的光学窗口上设置有光学防护机构，每个全景成像器(10)拍摄等角度的图像，所有全景成像器(10)图像拼接后为无人艇周边360°全景图像。
5.一种带有权利要求1至4中任一项所述的光电侦察设备的无人艇，其特征在于：所述无人艇上还设置有控制处理机构(11)和显控机构(12)，所述控制处理机构(11)与所述光电侦察设备有线连接，所述控制处理机构(11)位于无人艇的内部，所述控制处理机构(11)包括图像处理器(13)和综合控制器(14)，所述图像处理器(13)、综合控制器(14)均与光电侦察设备有线连接；
所述显控机构(12)其与控制处理机构(11)无线连接，用于图像处理器(13)处理后的图像信息显示，并向综合控制器(14)发送指令，控制所述光电侦察设备的运行。
6.如权利要求5所述的一种带有光电侦察设备的无人艇，其特征在于：所述图像处理器(13)与红外热像仪(4)、电视传感器(3)和全景成像器(10)相连接。
7.如权利要求5所述的一种带有光电侦察设备的无人艇，其特征在于：所述显控机构(12)包括显示器(15)、轨迹球(16)、操纵杆(17)、操纵键(18)和计算机(19)，所述计算机(19)用于接收控制处理机构(11)传输的图像信息，并将图像信息传输至显示器(15)进行显示，所述显示器(15)、轨迹球(16)、操纵杆(17)、操纵键(18)均与计算机(19)相连接，所述计算机(19)用于接收所述轨迹球(16)、操纵杆(17)、操纵键(18)的操控指令，并将指令发送至综合控制器(14)。
8.如权利要求7所述的一种带有光电侦察设备的无人艇，其特征在于：所述操纵杆(17)控制所述俯仰机构(2)相对底座(1)上下俯仰和左右转动；所述操纵键(18)用于控制所述电视传感器(3)、红外热像仪(4)和激光测距仪(5)。
9.如权利要求5所述的一种带有光电侦察设备的无人艇，其特征在于：所述控制处理机构(11)包括箱体、图像处理器(13)和综合控制器(14)，所述图像处理器(13)和综合控制器(14)均位于箱体的内部，所述箱体上还设置有减震器和散热器。
10.如权利要求5所述的一种带有光电侦察设备的无人艇，其特征在于：所述光电侦察设备内还设置有俯仰陀螺、方位陀螺、方位编码器、俯仰编码器，俯仰电机和方位电机，所述俯仰陀螺、俯仰编码器、俯仰电机均与综合控制器(14)相连接；所述方位陀螺、方位编码器、方位电机均与综合控制器(14)相连接。
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