一种船载光电搜索跟踪装置及跟踪方法与流程

本发明涉及舰船光电跟踪，尤其涉及一种船载光电搜索跟踪装置及跟踪方法。

背景技术：

1、船载光电装置是应用于舰船上的典型的光、机、电、控制和信号处理一体化系统集成装置，利用光电探测器件作为敏感元件，内设有光学镜头、探测器、激光发射器和激光探测器等高精密元器件，能够在夜间和能见度较差的情况下搜索到目标，可确定目标的坐标并进行跟踪，并利用机电控制保持探测器视轴稳定，从而实现跟踪装置对目标的捕获、跟踪、瞄准和稳定功能。近年来受到各国海军的普遍重视，主要用于目标搜索和跟踪，适宜于观测和识别目标，它们可用于识别军用目标和民用目标，可搜索跟踪目标状态，并配合执法或军事设备进行各项搜索、瞄准、打击或持续跟踪操作。

2、现有多种用于海上的船载光电装置，例如公开号为cn107770492a的专利文件，其公开了“舰载多功能光电监视系统”，其可以接收所述红外热像仪和高清可见光的图像信息，并对目标进行锁定跟踪，其述伺服控制单元控制电机驱动转台运动，实现转台的稳定控制与跟踪控制等功能。但是由于海上风浪和水流的影响，舰船在海上航行时会发生多个方位以及不同高度的摇摆运动，导致船载光电装置发生摇摆以及光电装置自身内部产生扰动，导致船载光电装置获取的图片模糊不清晰，且对目标的搜索及跟踪产生影响，搜索跟踪时容易丢失目标，需要再次调整方位对目标重新搜索跟踪，降低了跟踪效率。另一方面，光电装置内设有光学镜头、探测器、激光发射器和激光探测器等高精密元器件，这些设备对其内部湿度等工作环境有很高的要求，因此需要时刻监控以保持内部的干燥环境，由于海上环境恶劣湿度大，光电设备内部环境湿度容易超过极限值，导致光电设备内部元件绝缘性下降，影响元件性能或使用寿命。

技术实现思路

1、为解决现有技术存在的上述技术问题，本发明提供了一种船载光电搜索跟踪装置及跟踪方法，可防止舰船摇摆和光电设备扰动对搜索跟踪的影响，提高搜索跟踪效率，可保持光电设备的持续干燥，防止受海上环境影响，保证光电设备性能，本发明的具体技术方案如下。

2、本发明一种船载光电搜索跟踪装置，包括固定在舰船上的方位组件和与方位组件连接的u型架，所述u型架连接有俯仰组件，所述俯仰组件连接有设有红外热像仪、可见光摄像机和激光测距机的光学舱，所述方位组件包括与舰船连接的设有若干螺纹孔的底座连接板和与底座连接板连接的方位外壳，所述方位外壳下部外周方向设有减震环，所述减震环设有若干与所述螺纹孔同轴同径的减震连接孔，所述方位组件设有方位充气口和方位出气口，所述光学舱远离红外热像仪的一侧设有光学充气口和光学放气口，所述光学舱内部设有用于检测光学舱内压力大小的压力传感器，以实时监测光学舱内的气体压力变化。

3、作为进一步的技术方案，所述底座连接板与舰船连接处设有减震部件，所述减震部件包括与底座连接板连接的第一支撑板和与舰船连接的第二支撑板，所述第一支撑板和第二支撑板中心位置连接有套设有主弹簧的主套筒，所述第一支撑板和第二支撑板圆周方向阵列连接有若干套设有副弹簧的副套筒。

4、作为进一步的技术方案，所述主套筒圆周方向设有若干分别与主套筒上端和第二支撑板固定连接的拉力弹簧。

5、作为进一步的技术方案，所述方位组件还包括设置在底座连接板上部的主控板和设置在所述方位外壳内部的设有滑环的方位轴组件，所述方位轴组件连接至所述u型架。

6、作为进一步的技术方案，所述俯仰组件包括与所述u型架固定连接的第一侧盖和第二侧盖，所述第一侧盖内壁连接有俯仰轴组件，所述第二侧盖内壁连接有编码器轴组件，所述俯仰轴组件和所述编码器轴组件位于同一轴线且分别于所述光学舱连接。

7、作为进一步的技术方案，所述编码器轴组件还连接有伺服驱动板。

8、作为进一步的技术方案，所述光学舱包括设有光学玻璃的光学前盖以及设有红外热像仪、可见光摄像机和激光测距机的光学框架和设有配重块的后盖，所述光学框架内还设有陀螺模块和跟踪板。

9、本发明还包括一种船载光电搜索跟踪方法，包括如下步骤：

10、s1：控制端在手动模式下发现目标或自动搜索模式发现目标后，调整方位组件和俯仰组件的姿态，启动跟踪板对目标进行捕获；

11、s2：目标被捕获后伺服驱动板根据跟踪板发送的目标脱靶量，驱动方位轴组件和俯仰轴组件转动，根据陀螺模块检测的数据实时跟踪目标；

12、s3：使红外热像仪、可见光摄像机和激光测距机对准目标，将目标锁定在视场中央，实时上报目标的方位角、俯仰角、角速度和距离信息，并将视频实时传送至控制端。

13、作为进一步的技术方案，所述步骤s1中，发现目标可以是通过控制端对目标手动指点，或根据预设目标数据进行自动搜索。

14、作为进一步的技术方案，所述通过控制端对目标手动指点是指控制端可以通过的操作指令带动光电设备的视轴移动，实现多方位的搜索和监视。

15、本发明有益效果，本发明结构紧凑，具有视频跟踪能力，可实现手动或自动锁定与跟踪能力，具备水平、俯仰两轴稳像功能，结合高精度陀螺模块及伺服控制系统，确保可见光、红外、激光测距三光合一，提高对目标的搜索跟踪能力和搜索范围，再配合方位组件与舰船连接处的减震环以及底座连接板和舰船连接处的减震部件，可防止舰船在海上航行时的摇摆对光电设备造成扰动，保证光电视轴在惯性空间内保持稳定，提高对目标的搜索跟踪效率，提高图像拍摄效果。方位组件和俯仰组件具有高密封高等级防水能力，方位组件和光学舱内均充有具有一定压强的惰性气体，并配备压力传感器，当光学舱和方位组件内发生密封失效时，压力传感器可及时将信号发生至控制端，并及时补充惰性气体或及时维修，防止方位组件和光学舱内部元器件发生故障，提高设备的使用准确性和使用寿命。

技术特征：

1.一种船载光电搜索跟踪装置，包括固定在舰船上的方位组件(1)和与方位组件(1)连接的u型架(2)，所述u型架(2)连接有俯仰组件(3)，所述俯仰组件(3)连接有设有红外热像仪(15)、可见光摄像机(16)和激光测距机(17)的光学舱(4)，其特征在于：所述方位组件(1)包括与舰船连接的设有若干螺纹孔(104)的底座连接板(101)和与底座连接板(101)连接的方位外壳(102)，所述方位外壳(102)下部外周方向固定设有减震环(105)，所述减震环(105)设有若干与所述螺纹孔(104)同轴同径的减震连接孔(106)，所述方位组件(1)设有方位充气口(8)和方位出气口(9)，所述光学舱(4)远离红外热像仪(15)的一侧设有光学充气口(11)和光学放气口(12)，所述光学舱(4)内部设有用于检测光学舱(4)内压力大小的压力传感器(10)，以实时监测光学舱(4)内的气体压力变化。

2.根据权利要求1所述的船载光电搜索跟踪装置，其特征在于：所述底座连接板(101)与舰船连接处设有减震部件(7)，所述减震部件(7)包括与底座连接板(101)连接的第一支撑板(701)和与舰船连接的第二支撑板(702)，所述第一支撑板(701)和第二支撑板(702)中心位置连接有套设有主弹簧(705)的主套筒(703)，所述第一支撑板(701)和第二支撑板(702)圆周方向阵列连接有若干套设有副弹簧(706)的副套筒(704)。

3.根据权利要求2所述的船载光电搜索跟踪装置，其特征在于：所述主套筒(703)圆周方向设有若干分别与主套筒(703)上端和第二支撑板(702)固定连接的拉力弹簧(707)。

4.根据权利要求1所述的船载光电搜索跟踪装置，其特征在于：所述方位组件(1)还包括设置在底座连接板(101)上部的主控板(13)和设置在所述方位外壳(102)内部的设有滑环的方位轴组件(103)，所述方位轴组件(103)连接至所述u型架(2)。

5.根据权利要求1所述的船载光电搜索跟踪装置，其特征在于：所述俯仰组件(3)包括与所述u型架(2)固定连接的第一侧盖(301)和第二侧盖(302)，所述第一侧盖(301)内壁连接有俯仰轴组件(301)，所述第二侧盖(302)内壁连接有编码器轴组件(304)，所述俯仰轴组件(301)和所述编码器轴组件(304)位于同一轴线且分别于所述光学舱(4)连接。

6.根据权利要求5所述的船载光电搜索跟踪装置，其特征在于：所述编码器轴组件(304)还连接有伺服驱动板(305)。

7.根据权利要求1所述的船载光电搜索跟踪装置，其特征在于：所述光学舱(4)包括设有光学玻璃的光学前盖(401)以及设有红外热像仪(15)、可见光摄像机(16)和激光测距机(17)的光学框架(402)和设有配重块(14)的后盖(403)，所述光学框架(402)内还设有陀螺模块(5)和跟踪板(6)。

8.一种船载光电搜索跟踪方法，其特征在于，包括如下步骤：

9.根据权利要求8所述的一种船载光电搜索跟踪方法，其特征在于：所述步骤s1中，发现目标可以是通过控制端对目标手动指点，或根据预设目标数据进行自动搜索。

10.根据根据权利要求9所述的一种船载光电搜索跟踪方法，其特征在于：所述通过控制端对目标手动指点是指控制端可以通过的操作指令带动光电设备的视轴移动，实现多方位的搜索和监视。

技术总结
本发明公开了一种船载光电搜索跟踪装置及跟踪方法，跟踪装置包括方位组件和U型架，U型架连接有俯仰组件，俯仰组件连接有光学舱，方位组件包括底座连接板和与底座连接板连接的方位外壳，方位外壳下部外周方向设有减震环，减震环设有若干与螺纹孔同轴同径的减震连接孔，方位组件设有方位充气口和方位出气口，光学舱远离红外热像仪的一侧设有光学充气口和光学放气口，光学舱内部设有用于检测光学舱内压力大小的压力传感器，以实时监测光学舱内的气体压力变化。本发明可避免舰船的摇摆对光电设备造成扰动，保证光电视轴在惯性空间内保持稳定，提高对目标的搜索跟踪效率，提高图像拍摄效果，防止内部元器件发生故障，提高使用准确性和使用寿命。

技术研发人员：陈海峰,朱学伟,赵强
受保护的技术使用者：武汉巨合科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15