专利名称：船用智能灯光通信系统的制作方法
船用智能灯光通信系统技术领域
本发明属于船舶通信技术，涉及一种船用智能灯光通信系统。
背景技术：
灯光通信作为传统的视觉通信方式，在军用、民用领域得到了广泛运用。特别在军事领域，由于灯光通信具有保密性好、抗干扰能力强的优点，被广泛运用于舰船编队内部通信，编队进出港时，舰船与岸站的通信。然而，传统的灯光通信完全依靠信号兵手动发送灯光信号，用肉眼观测接收，不论是识别速度还是误码率都很难得到保证，实践表明，即使是一位专业过硬、训练有素的信号兵，在利用传统的灯光进行通信时，每分钟也只能发送 10 15个汉字，在战时紧急状况下，满足不了大量信息通信的需要。发明内容
本发明所要解决的技术问题是，提供一种能够利用计算机对灯光信号进行能识别和发送、通信效率高、准确性好的船用智能灯光通信系统。
本发明的船用智能灯光通信系统包括有能够发出灯光通信信号的发射光源、能够接收灯光通信信号的高速摄像机及能够摄取通信对方图像的变焦摄像机，所述发射光源、 高速摄像机及变焦摄像机均安装在一个电控调节座上，电控调节座由一个调节控制器控制其调节动作；所述发射光源由一个发射控制器控制其亮灭变化，发射控制器的控制指令输入部分与一个计算机控制单元连接，由计算机控制单元向其输出控制指令；所述高速摄像机的输出部分通过一个数据采集模块连接至计算机控制单元，由计算机单元对采集的灯光信号进行识别；所述变焦摄像机的拍摄图像信号输出部分连接至计算控制单元，并能够在计算机控制单元上显示拍摄图像。
所述发射光源可以为红外光源。
所述高速摄像机为红外光摄像机。
所述发射光源为LED灯。
本发明的优点体现在1.将图像处理技术运用于传统的灯光通信，提高了灯光通信系统的信息化程度，解决了传统灯光通信的效率和可靠性依赖于信号兵技能的问题。
2.由于采用计算机处理信号数据，因而可以用高效的编码方式替代传统的莫尔斯码，可以进一步提高通信的可靠性，解决了传统灯光通信系统存在的一语多义的问题，一定程度上提高了通信速率。
3.采用了较为先进的系统集成技术，自动拍发部件、自动接收部件自成一体，结构紧凑，体积小，安装方便，适合于工况比较复杂的海上使用。
4.实现了传统灯光通信的信息化，新的灯光通信系统建立在现代计算机技术、图像处理技术等基础上，便于与船舶其它数字通信设备互联，提高了船艇通信指挥的可靠性与有效性。
5.系统便于维护和升级。新的灯光通信系统的信息传输速率取决于光源的闪烁频率及广角摄像机的帧率，随着现代光学技术的发展，新系统的速率可进一步提高。同时，系统经过特定改造，可利用红外光传递信息，提高了通信的保密性。
6.整个通信系统操作简单、结构紧凑，便于人员操作，对操作员没有特定的技术要求，省去了信号兵的培训周期及培训费用，具有较高的经济价值。
图I是本发明的系统结构原理图。
具体实施方式
如图所示，该船用智能灯光系统包括有能够发出灯光通信信号的发射光源、能够接收灯光通信信号的高速摄像机及能够摄取通信对方图像的变焦摄像机，所述发射光源、 高速摄像机及变焦摄像机均安装在一个电控调节座上，电控调节座由一个调节控制器控制其调节动作；所述发射光源由一个发射控制器控制其亮灭变化，发射控制器的控制指令输入部分与一个计算机控制单元连接，由计算机控制单元向其输出控制指令；所述高速摄像机的输出部分通过一个数据采集模块连接至计算机控制单元，由计算机单元对采集的灯光信号进行识别；所述变焦摄像机的拍摄图像信号输出部分连接至计算控制单元，并能够在计算机控制单元上显示拍摄图像。所述发射光源可以为红外光源。所述高速摄像机为红外光摄像机。所述发射光源可以为LED灯。
本发明实施例的工作过程是发送信息时，用户只需要将欲发送的信息直接输入到计算机控制单元上，利用相关软件通过字符编码数据库将信息编码为初级的二进制代码，根据特定的用户选取特定的加密算法对初级的二进制代码进行加密，加密之后的代码形成控制指令经由发射控制器输出至发射光源，发射光源将代码表示为一定频率一定幅度的信号灯的亮灭交替变化，从而实现通信信息的自动发送；接收信息时，变焦摄像机主要将接收到的图像实时采集到计算机控制单元上显示，用于对准目标时的参照；高速摄像机和数据采集模块实时记录通信对方信号源的亮灭闪烁情况，并将所记录的视频图像信息传送到船载计算机控制单元的图像识别处理软件系统进行图像分析和图像处理，具体工作包括目标信号源的有效检测、噪声去除和二进制代码生成， 根据事先约定的加密算法对此二进制代码进行解密操作，然后通过字符编码数据库将信息进行译码操作，即把二进制代码还原为通俗的字符信息，最终转换成文字信息显示到显示屏上来，从而实现通信信息的自动接收。
工作过程中，电控调节座及调节控制器可采用电控二维转台及转台控制器，主要实现实时对准对方目标，保证对方的光源始终位于高速摄像机的视野范围。转台控制器可实现转台的俯仰和方位角的灵活控制，通信过程中，根据变焦摄像机采集到的对方图像显示画面，通过控制手柄人工控制转台捕获、对准及跟踪目标。
权利要求
1.一种船用智能灯光通信系统，其特征是它包括有能够发出灯光通信信号的发射光源、能够接收灯光通信信号的高速摄像机及能够摄取通信对方图像的变焦摄像机，所述发射光源、高速摄像机及变焦摄像机均安装在一个电控调节座上，电控调节座由一个调节控制器控制其调节动作；所述发射光源由一个发射控制器控制其亮灭变化，发射控制器的控制指令输入部分与一个计算机控制单元连接；所述高速摄像机的输出部分通过一个数据采集模块连接至计算机控制单元；所述变焦摄像机的拍摄图像信号输出部分连接至计算控制单元，并能够在计算机控制单元上显示拍摄图像。
2.根据权利要求I所述的船用智能灯光通信系统，其特征是所述发射光源为红外光源。
3.根据权利要求I或2所述的船用智能灯光通信系统，其特征是所述高速摄像机为红外光摄像机。
4.根据权利要求I所述的船用智能灯光通信系统，其特征是所述发射光源为LED灯。
全文摘要
本发明属于船舶通信技术，涉及一种船用智能灯光通信系统。它包括有能够发出灯光通信信号的发射光源、能够接收灯光通信信号的高速摄像机及能够摄取通信对方图像的变焦摄像机，所述发射光源、高速摄像机及变焦摄像机均安装在一个电控调节座上，电控调节座由一个调节控制器控制其调节动作；所述发射光源由一个发射控制器控制其亮灭变化，发射控制器的控制指令输入部分与一个计算机控制单元连接；所述高速摄像机的输出部分通过一个数据采集模块连接至计算机控制单元；所述变焦摄像机的拍摄图像信号输出部分连接至计算控制单元。本发明能够利用计算机对灯光信号进行能识别和发送、通信效率高、准确性好。
文档编号H04B10/11GK102983906SQ20121054212
公开日2013年3月20日 申请日期2012年12月14日 优先权日2012年12月14日
发明者李明, 刘铭, 朱爱民, 胡定军, 赵柯, 张环 申请人:中国人民解放军镇江船艇学院