專利名稱：利用線列探測(cè)器實(shí)現(xiàn)全景掃描的光電跟蹤裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及光電跟蹤裝置，特別涉及一種利用線列探測(cè)器實(shí)現(xiàn)全景掃描的光電跟蹤裝置。
背景技術(shù)：
光電平臺(tái)是船載、機(jī)載偵察設(shè)備之一。目前廣泛應(yīng)用于海面監(jiān)控、對(duì)空偵查等方面。 但是目前的光電跟蹤裝置水平方向視場(chǎng)角只有一個(gè)較小的角度。同時(shí)由于視線角速度過(guò)快會(huì)引起圖像模糊，所以不能高速掃描，觀察的范圍受到限制。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的提供一種利用線掃探測(cè)器在連續(xù)旋轉(zhuǎn)的穩(wěn)定平臺(tái)上來(lái)實(shí)現(xiàn)全景成像的光電跟蹤裝置。該裝置具有掃描速度快、掃描空域大的特點(diǎn)。同時(shí)具有在搜索到目標(biāo)后可以自動(dòng)轉(zhuǎn)入跟蹤狀態(tài)的功能，克服了以前掃描速度慢、易漏掃的缺點(diǎn)。本實(shí)用新型為了解決上述問(wèn)題，采用如下技術(shù)方案一種利用線列探測(cè)器實(shí)現(xiàn)全景掃描的光電跟蹤裝置，包括穩(wěn)定平臺(tái)、光學(xué)系統(tǒng)、控制電路，光學(xué)系統(tǒng)安裝在穩(wěn)定平臺(tái)上，所述的穩(wěn)定平臺(tái)主要由內(nèi)框架、外框架、四個(gè)直流電機(jī)、四個(gè)旋變、陀螺組件、載荷組成，所述的陀螺組件由兩個(gè)正交的陀螺組成，陀螺組件、四個(gè)直流電機(jī)分別安裝在載荷上，一個(gè)直流電機(jī)通過(guò)錐形法蘭盤與外框架相連，一個(gè)旋變安裝在錐形法蘭盤上且檢測(cè)外框架豎直旋轉(zhuǎn)角度；另一個(gè)直流電機(jī)與外框架相連且?guī)?dòng)外框架水平方向轉(zhuǎn)動(dòng)，另一個(gè)旋變安裝在外框架上測(cè)量外框架水平旋轉(zhuǎn)角度，又一個(gè)直流電機(jī)與內(nèi)框架相連且?guī)?dòng)內(nèi)框架轉(zhuǎn)動(dòng)，又一個(gè)旋變安裝在內(nèi)框架上反饋內(nèi)框架水平旋轉(zhuǎn)角度；再一個(gè)直流電機(jī)與內(nèi)框架相連且?guī)?dòng)內(nèi)框架俯仰方向轉(zhuǎn)動(dòng)；再一個(gè)旋變安裝在內(nèi)框架上反饋內(nèi)框架俯仰方向角度；所述的光學(xué)系統(tǒng)由紅外光學(xué)系統(tǒng)和可見(jiàn)光系統(tǒng)組成；其特征在于所述的紅外光學(xué)系統(tǒng)由反射鏡、前組鏡頭、掃描振鏡、后組鏡頭、紅外線列探測(cè)器組成，反射鏡安裝在穩(wěn)定平臺(tái)的內(nèi)框架上，前組鏡頭、掃描振鏡、后組鏡頭、紅外線列探測(cè)器分別安裝在穩(wěn)定平臺(tái)的載荷上，并保證其光軸在同一水平線上；所述的可見(jiàn)光系統(tǒng)由反射鏡、前組鏡頭、掃描振鏡、后組鏡頭、紅外線列探測(cè)器組成，反射鏡安裝在穩(wěn)定平臺(tái)的內(nèi)框架上，前組鏡頭、掃描振鏡、后組鏡頭、可見(jiàn)光線列探測(cè)器分別安裝在穩(wěn)定平臺(tái)的載荷上，并保證其光軸在同一水平線上；控制電路分別與紅外光學(xué)系統(tǒng)及可見(jiàn)光系統(tǒng)的線列探測(cè)器相連，控制電路的主要作用是負(fù)責(zé)穩(wěn)定平臺(tái)的控制和光學(xué)成像。目標(biāo)發(fā)出的光線由俯仰反射鏡反射進(jìn)入前組鏡頭，隨后經(jīng)過(guò)掃描振鏡，再經(jīng)過(guò)后組鏡頭進(jìn)入探測(cè)器。探測(cè)器為線列積分型。隨著穩(wěn)定平臺(tái)的勻速旋轉(zhuǎn)，掃描振鏡定在光學(xué)零位，此時(shí)線列探測(cè)器可以實(shí)現(xiàn)360°全景成像。[0011]凝視成像穩(wěn)定平臺(tái)不轉(zhuǎn)，振鏡進(jìn)入勻掃狀態(tài)，此時(shí)開(kāi)始凝視成像。此時(shí)線列探測(cè)器輸出面陣圖像。本實(shí)用新型的裝置具有掃描速度快、掃描空域大的特點(diǎn)。同時(shí)具有在搜索到目標(biāo)后可以自動(dòng)轉(zhuǎn)入跟蹤狀態(tài)的功能，克服了以前掃描速度慢、易漏掃的缺點(diǎn)。

圖I為本實(shí)用新型的穩(wěn)定光電平臺(tái)結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本實(shí)用新型的的正面外形圖。圖3為本實(shí)用新型的的背面外形圖。圖4為本實(shí)用新型的光學(xué)系統(tǒng)組成示意圖。圖中四個(gè)直流電機(jī)一 1、4、7、9，四個(gè)旋變一 2、5、6、8,3 —陀螺組件，10 一反射鏡，11 一前組鏡頭，12 一掃描振鏡，13 一后組鏡頭，14 一線列探測(cè)器。
具體實(shí)施方式
結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的描述。如圖I、圖2、圖3、圖4所示，所示，本實(shí)用新型包括穩(wěn)定平臺(tái)、光學(xué)系統(tǒng)、控制電路，光學(xué)系統(tǒng)安裝在穩(wěn)定平臺(tái)上，所述的穩(wěn)定平臺(tái)主要由內(nèi)框架、外框架、四個(gè)直流電機(jī)、四個(gè) 旋變、陀螺組件3、載荷組成，所述的陀螺組件由兩個(gè)正交的陀螺組成，陀螺組件3、四個(gè)直流電機(jī)(1，4，7，9)分別安裝在載荷上，一個(gè)直流電機(jī)I通過(guò)錐形法蘭盤與外框架相連，一個(gè)旋變2安裝在錐形法蘭盤上且檢測(cè)外框架豎直旋轉(zhuǎn)角度；另一個(gè)直流電機(jī)4與外框架相連且?guī)?dòng)外框架水平方向轉(zhuǎn)動(dòng)，另一個(gè)旋變5安裝在外框架上測(cè)量外框架水平旋轉(zhuǎn)角度，又一個(gè)直流電機(jī)7與內(nèi)框架相連且?guī)?dòng)內(nèi)框架轉(zhuǎn)動(dòng)，又一個(gè)旋變6安裝在內(nèi)框架上反饋內(nèi)框架水平旋轉(zhuǎn)角度；再一個(gè)直流電機(jī)9與內(nèi)框架相連且?guī)?dòng)內(nèi)框架俯仰方向轉(zhuǎn)動(dòng)；再一個(gè)旋變8安裝在內(nèi)框架上反饋內(nèi)框架俯仰方向角度；所述的光學(xué)系統(tǒng)由紅外光學(xué)系統(tǒng)和可見(jiàn)光系統(tǒng)組成；其特征在于所述的紅外光學(xué)系統(tǒng)由反射鏡10、前組鏡頭11、掃描振鏡12、后組鏡頭13、紅外的線列探測(cè)器14組成，反射鏡10安裝在穩(wěn)定平臺(tái)的內(nèi)框架上，前組鏡頭11、掃描振鏡12、后組鏡頭13、紅外線列探測(cè)器14分別安裝在穩(wěn)定平臺(tái)的載荷上，并保證其光軸在同一水平線上；所述的可見(jiàn)光系統(tǒng)由反射鏡10、前組鏡頭11、掃描振鏡12、后組鏡頭13、紅外線列探測(cè)器14組成，反射鏡10安裝在穩(wěn)定平臺(tái)的內(nèi)框架上，前組鏡頭11、掃描振鏡12、后組鏡頭13、可見(jiàn)光的線列探測(cè)器14分別安裝在穩(wěn)定平臺(tái)的載荷上，并保證其光軸在同一水平線上；控制電路分別與紅外光學(xué)系統(tǒng)及可見(jiàn)光系統(tǒng)的線列探測(cè)器相連，控制電路的主要作用是負(fù)責(zé)穩(wěn)定平臺(tái)的控制和光學(xué)成像。為使本實(shí)用新型的實(shí)施例要解決的技術(shù)問(wèn)題、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖詳細(xì)描述。如圖I、圖2、圖3所示，本實(shí)用新型裝置采用的穩(wěn)定平臺(tái)包括陀螺組件3、四個(gè)旋變壓器(2，5，6，8)，四個(gè)直流電機(jī)(1，4，7，9)，在外部擾動(dòng)的情況下，利用陀螺組件3反饋的信息將擾動(dòng)帶來(lái)的視軸偏移調(diào)整回來(lái)，使之始終保持慣性空間中固定的方向，從而隔離外部擾動(dòng)。為了提高穩(wěn)定精度，可以采用四軸兩框架結(jié)構(gòu)。內(nèi)框架的摩擦力和不平衡力矩極小，便于控制系統(tǒng)提高穩(wěn)定精度和響應(yīng)速度。如圖4所示，本實(shí)用新型裝置可以放置紅外線列探測(cè)器、可見(jiàn)光線列探測(cè)器及其激光類光電載荷。當(dāng)處于全景掃描工作模式時(shí)，振鏡鎖定到零位，僅相當(dāng)于一個(gè)反射鏡，當(dāng)穩(wěn)定平臺(tái)在水平方向勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，線列探測(cè)器機(jī)芯對(duì)360°全景積分成像。當(dāng)處于凝視狀態(tài)下，振鏡勻速擺掃，線列探測(cè)器在勻速段積分成像，視場(chǎng)角和光學(xué)系統(tǒng)有關(guān)。如圖4所示，采用反射式光學(xué)系統(tǒng)。通過(guò)結(jié)構(gòu)件將光學(xué)組件固定在光軸方向上。光線通過(guò)系統(tǒng)窗口入射、經(jīng)過(guò)反射鏡10、前組鏡頭11、掃描振鏡12、后組鏡片13、到達(dá)線列探測(cè)器14，在全景掃描模式下，掃描振鏡12固定在光學(xué)零位，利用穩(wěn)定平臺(tái)的周掃配合線列探測(cè)器成全景圖像。在凝視模式下，穩(wěn)定平臺(tái)不轉(zhuǎn)，振鏡進(jìn)入勻掃狀態(tài)，此時(shí)開(kāi)始凝視成像，此時(shí)線列探測(cè)器輸出面陣圖像。·
權(quán)利要求1.一種利用線列探測(cè)器實(shí)現(xiàn)全景掃描的光電跟蹤裝置，包括穩(wěn)定平臺(tái)、光學(xué)系統(tǒng)、控制電路，光學(xué)系統(tǒng)安裝在穩(wěn)定平臺(tái)上，所述的穩(wěn)定平臺(tái)主要由內(nèi)框架、外框架、四個(gè)直流電機(jī)、四個(gè)旋變、陀螺組件、載荷組成，所述的陀螺組件由兩個(gè)正交的陀螺組成，陀螺組件、四個(gè)直流電機(jī)分別安裝在載荷上，一個(gè)直流電機(jī)通過(guò)錐形法蘭盤與外框架相連，一個(gè)旋變安裝在錐形法蘭盤上且檢測(cè)外框架豎直旋轉(zhuǎn)角度；另一個(gè)直流電機(jī)與外框架相連且?guī)?dòng)外框架水平方向轉(zhuǎn)動(dòng)，另一個(gè)旋變安裝在外框架上測(cè)量外框架水平旋轉(zhuǎn)角度，又一個(gè)直流電機(jī)與內(nèi)框架相連且?guī)?dòng)內(nèi)框架轉(zhuǎn)動(dòng)，又一個(gè)旋變安裝在內(nèi)框架上反饋內(nèi)框架水平旋轉(zhuǎn)角度；再一個(gè)直流電機(jī)與內(nèi)框架相連且?guī)?dòng)內(nèi)框架俯仰方向轉(zhuǎn)動(dòng)；再一個(gè)旋變安裝在內(nèi)框架上反饋內(nèi)框架俯仰方向角度；所述的光學(xué)系統(tǒng)由紅外光學(xué)系統(tǒng)和可見(jiàn)光系統(tǒng)組成；其特征在于 所述的紅外光學(xué)系統(tǒng)由反射鏡、前組鏡頭、掃描振鏡、后組鏡頭、紅外線列探測(cè)器組成，反射鏡安裝在穩(wěn)定平臺(tái)的內(nèi)框架上，前組鏡頭、掃描振鏡、后組鏡頭、紅外線列探測(cè)器分別安裝在穩(wěn)定平臺(tái)的載荷上，并保證其光軸在同一水平線上； 所述的可見(jiàn)光系統(tǒng)由反射鏡、前組鏡頭、掃描振鏡、后組鏡頭、紅外線列探測(cè)器組成，反射鏡安裝在穩(wěn)定平臺(tái)的內(nèi)框架上，前組鏡頭、掃描振鏡、后組鏡頭、可見(jiàn)光線列探測(cè)器分別安裝在穩(wěn)定平臺(tái)的載荷上，并保證其光軸在同一水平線上； 控制電路分別與紅外光學(xué)系統(tǒng)及可見(jiàn)光系統(tǒng)的線列探測(cè)器相連。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種利用線列探測(cè)器實(shí)現(xiàn)全景掃描的光電跟蹤裝置，包括穩(wěn)定平臺(tái)、光學(xué)系統(tǒng)、控制電路，光學(xué)系統(tǒng)安裝在穩(wěn)定平臺(tái)上，目標(biāo)發(fā)出的光線由反射鏡反射進(jìn)入前組鏡頭，隨后經(jīng)過(guò)掃描的振鏡，再經(jīng)過(guò)后組鏡頭進(jìn)入線列探測(cè)器，隨著穩(wěn)定平臺(tái)的勻速旋轉(zhuǎn)，掃描的振鏡定在光學(xué)零位，此時(shí)線列探測(cè)器可以實(shí)現(xiàn)360°全景成像；控制電路的主要作用是負(fù)責(zé)穩(wěn)定平臺(tái)的控制和光學(xué)成像。穩(wěn)定平臺(tái)不轉(zhuǎn)，振鏡進(jìn)入勻掃狀態(tài)，此時(shí)開(kāi)始凝視成像，此時(shí)線列探測(cè)器輸出面陣圖像。本實(shí)用新型具有掃描速度快、掃描空域大的特點(diǎn)。同時(shí)具有在搜索到目標(biāo)后可以自動(dòng)轉(zhuǎn)入跟蹤狀態(tài)的功能，克服了以前掃描速度慢、易漏掃的缺點(diǎn)。
文檔編號(hào)G05D3/12GK202795066SQ20122034519
公開(kāi)日2013年3月13日 申請(qǐng)日期2012年7月17日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月17日
發(fā)明者黃立, 張槊墨 申請(qǐng)人:武漢高德紅外股份有限公司