可调节不同距离上光斑与视场中心对准的激光夜视仪的制作方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型设及一种可调节不同距离上光斑与视场中屯、对准的激光夜视仪，更具 体的说，尤其设及一种通过视场中目标距离W及摄像机与激光照明器之间距离计算出激光 光斑方向的激光夜视仪。
【背景技术】
[0002] 现有激光夜视产品，尤其是远距离激光夜视产品通常都具有光斑对准视场中屯、调 节功能，传统的是手动调节，在产品出厂W前对最小光斑与最小视场的中屯、进行调校。但是 由于激光夜视仪为照明器与成像分立的结构形式，即照明器的中屯、轴线与成像摄像机的轴 线间隔一定距离进行设置，因此补光和成像中屯、轴线是存在一定夹角的。
[0003] 为了弥补分立设置造成的中屯、偏离，通常需要最小激光光斑在标定的夜视距离上 可W与视场中屯、对准。但是在不同距离上光斑与视场的中屯、则是存在一定偏离程度的，尤 其是当照明器镜头与成像镜头之间间距较大时。如图2所示，在目标1上最小光斑中屯、与 最小视场中屯、对准后，观测距离依次递减的目标2、目标3时，就会存在光斑中屯、偏向激光 照明器一侧的偏离程度依次增大的现象。
[0004] 本实用新型则通过在传统激光夜视仪上增加目标激光测距功能，确定观测目标与 夜视仪的距离，然后通过设定好的程序自动调节光斑在特定距离上出光光轴与视场中屯、轴 线相交，从而保证光斑中屯、与视场中屯、重合。
【发明内容】
[0005] 本实用新型为了克服上述技术问题的缺点，提供了一种可调节不同距离上光斑与 视场中屯、对准的激光夜视仪。
[0006] 本实用新型的可调节不同距离上光斑与视场中屯、对准的激光夜视仪，包括用于图 像采集的成像摄像机、用于产生激光光斑的激光照明器W及控制整个激光夜视仪工作的自 动控制模块；其特别之处在于：所述激光夜视仪上设置有对激光照明器发出的激光光斑的 照射方向进行调节和测量的电动调节及位置反馈模块；激光夜视仪上设置有用于测量视场 内目标距离的测距机；
[0007] 使用时，首先利用测距机测得视场内目标距离成像摄像机的距离，再利用激光照 明器与成像摄像机之间的距离，计算出激光光斑的轴线方向，通过电动调节及位置反馈模 块驱使激光照明器转动至计算出的轴线方向位置，W实现激光光斑中屯、与视场中屯、的重 厶 口 〇
[0008] 本实用新型的可调节不同距离上光斑与视场中屯、对准的激光夜视仪，所述电动调 节及位置反馈模块由驱使激光照明器在水平面内转动的水平驱动电机和测量激光照明器 转动角度的角位移反馈电位器组成。
[0009] 本实用新型的有益效果是；本实用新型的激光夜视仪，通过在激光夜视仪上设置 可对视场内目标进行距离测量的测距机，W及可对激光照明器的光斑照射方向进行调节和 测量的电动调节及位置反馈模块；在夜间使用激光照明的情况下，首先通过测距机测得视 场中目标与成像摄像机之间的距离，然后再根据激光照明器与成像摄像机之间的距离，计 算出若要使激光光斑中屯、与视场中屯、重合时，激光光斑轴线的方向，然后通过电动调节及 位置反馈模块驱使激光照明器运动，实现激光光斑中屯、与视场中屯、的重合，W获取目标的 清晰图像。
[0010] 本实用新型的激光夜视仪，在视场变化的每个距离上，均可实现激光照明光斑中 屯、与视场中屯、的重合，避免了W往仅仅在最小视场时光斑中屯、与视场中屯、重合，所带来的 其他视场条件下光斑中屯、与视场中屯、偏离的现象，更有利于获取目标的清晰图像，有益效 果显著，便于应用推广。
【附图说明】
[0011] 图1为现有激光夜视仪采用最小光斑中屯、与最小视场中屯、对准时，在其他观测距 离时激光光斑中屯、偏向一侧的原理图；
[0012] 图2为本实用新型的激光夜视仪的组成原理图；
[0013] 图3为本实用新型的激光夜视仪中激光照明器的工作原理图；
[0014] 图4为本实用新型中激光照明光斑中屯、与视场中屯、对准调节的原理图。
[0015] 图中；1激光夜视仪，2电动调节及位置反馈模块，3激光照明器，4测距机，5成像 摄像机，6自动控制模块，7水平驱动电机，8角位移反馈电位器。
【具体实施方式】
[0016] 下面结合附图与实施例对本实用新型作进一步说明。
[0017] 如图1所示，给出了现有激光夜视仪采用最小光斑中屯、与最小视场中屯、对准时， 在其他观测距离时激光光斑中屯、偏向一侧的原理图，对于现有的激光夜视仪来说，由于仅 在最小视场时，激光光斑中屯、与视场中屯、重合，在观测距离依次递减的目标2、目标3时，就 会存在光斑中屯、偏向激光照明器一侧的偏离程度依次增大的现象，可能会发生视场中目标 不能完全被照明现象的发生，不利于对目标的全面观察。
[0018] 如图2所示，给出了本实用新型的激光夜视仪的组成原理图，所示的激光夜视仪1 由成像摄像机5、激光照明器3、自动控制模块6、电动调节及位置反馈模块2、测距机4组 成，成像摄像机5用于采集视场内目标物体的图像，激光照明器3对视场内目标进行照明， W便在夜间亦可获取目标的清晰图像。自动控制模块6用于对整个激光夜视仪1进行控制， 保证整个激光夜视仪1的工作。电动调节及位置反馈模块2可对激光照明器3发出的激 光光斑的轴线方向进行调节，并且还可采集激光照明器的转动角度，W实现对激光照明器3 所发出的激光光斑的方向进行调节和控制。测距机4用于测量视场内的目标与成像摄像机 5之间的距离。
[0019] 如图3所示，给出了本实用新型的激光夜视仪中激光照明器的工作原理图，所示 的电动调节及位置反馈模块2由水平驱动电机7和角位移反馈电位器8组成，通常情况下， 成像摄像机5和激光照明器3均处于水平方向，水平驱动电机7用于驱使激光照明器3在 水平面内转动，角位移反馈电位器8用于测量激光照明器3的转动角度，并将其反馈至自动 控制模块6中。通过水平驱动电机7和角位移反馈电位器8对激光照明器3的控制和角度 反馈，可有效地控制激光光斑中屯、与视场中屯、重合。
[0020] 工作时，首先通过测距机4测量出视场内目标距离成像摄像机5的距离，然后根据 成像摄像机5中屯、与激光照明器3中屯、之间的距离，得出激光光斑中屯、与视场中屯、重合时 激光光斑轴线的方向，然后通过电动调节及位置反馈模块2对激光照明器3的驱使，即可达 到激光光斑中屯、与视场中屯、重合的目的，W获取目标的清晰图像。
[0021] 如图4所示，给出了本实用新型中激光照SS明光斑中屯、与视场中屯、对准调节的原 理图，其通过W下步骤来实现：
[002引 a).变倍至最小视场角位置，当夜晚激光照明器3开启时，自动控制模块6控制成 像摄像机5变倍至最大倍率，即具有最小视场角的位置，同时激光照明器也会随动到最小 光斑，此时最小光斑的中屯、与最小视场角的中屯、重合；
[002引b).计算初始角度，设成像摄像机5的中屯、轴线与激光照明器3中屯、轴线之间的距 离为S，根据成像摄像机标定的最远观测距离与，根据公式（1)计算出最小视场下激光光斑 轴线，与成像摄像机的中屯、与激光照明器中屯、连线之间的夹角& :
[0024]
(1)
[00巧]C).对于目标进行测距，当成像摄像机的视场发生变化时，自动控制模块6利用测 距机4测得变化后视场中的目标距离成像摄像机的距离，设为;
[0026] d).计算当前角度，利用像摄像机的中屯、轴线与激光照明器中屯、轴线之间的距离 为5,根据公式（2)计算出当前视场下激光光斑的轴线，与成像摄像机的中屯、与激光照明器 中屯、连线之间的夹角0;:
[0027]
(2)
[0028] e).计算偏移角度，通过公式（3)可W计算出；成像摄像机由前一视场变换至当前 视场时，激光照明器的光斑轴线相对于成像摄像机的轴线应偏移的角度6*为：
[0029]
(3)
[0030] 其中，S为；当前视场下激光光斑的轴线，与成像摄像机的中屯、与激光照明器中屯、 连线之间的夹角；0/为；前一视场下激光光斑的轴线，与成像摄像机的中屯、与激光照明器 中屯、连线之间的夹角；
[0031] 该步骤中，如果前一视场为最小视场，则马'=成；
[0032]f).调节激光光斑，根据步骤e)中计算出的角度A，如果为正值，则通过水平驱动 电机7驱使激光照明器3背离成像摄像机5转动I&I角度；如果为负值，则通过水平驱动电 机7驱使激光照明器3朝向成像摄像机5转动I勾角度，W使转动后的激光照明器发出的激 光光斑中屯、与视场中屯、重合，达到夜间获取目标清晰图像的目的。
[0033]通常情况下，成像摄像机5和激光照明器3均为水平方向设置，如图4所示，在水 平面内，如果规定激光照明器3位于成像摄像机5的上方位置，当计算出的A为负值时，应 驱使激光照明器3顺时针转动l&l角度；如果计算出的5,为正值时，应驱使激光照明器3逆 时针转动I馬I角度。
【主权项】
1. 一种可调节不同距离上光斑与视场中心对准的激光夜视仪，包括用于图像采集的成 像摄像机（5)、用于产生激光光斑的激光照明器（3)以及控制整个激光夜视仪（1)工作的自 动控制模块（6);其特征在于：所述激光夜视仪上设置有对激光照明器（3)发出的激光光斑 的照射方向进行调节和测量的电动调节及位置反馈模块（2);激光夜视仪上设置有用于测 量视场内目标距离的测距机（4)。2. 根据权利要求1所述的可调节不同距离上光斑与视场中心对准的激光夜视仪，其特 征在于：所述电动调节及位置反馈模块（2)由驱使激光照明器（3)在水平面内转动的水平 驱动电机（7)和测量激光照明器转动角度的角位移反馈电位器（8)组成。
【专利摘要】本实用新型的可调节不同距离上光斑与视场中心对准的激光夜视仪，包括成像摄像机、激光照明器和自动控制模块；其特征在于：所述激光夜视仪上设置有对激光照明器发出的激光光斑的照射方向进行调节和测量的电动调节及位置反馈模块；激光夜视仪上设置有用于测量视场内目标距离的测距机；使用时，首先利用测距机测得视场内目标距离成像摄像机的距离，再计算出激光光斑的轴线方向，以实现激光光斑中心与视场中心的重合。本实用新型的激光夜视仪及调节方法，在视场变化的每个距离上，均可实现激光照明光斑中心与视场中心的重合，有利于获取目标的清晰图像，有益效果显著，便于应用推广。
【IPC分类】H04N5/232, H04N5/225, G03B15/05
【公开号】CN204652510
【申请号】CN201520246404
【发明人】陶小凯, 李海波, 赵莹, 陈乃澍
【申请人】山东神戎电子股份有限公司
【公开日】2015年9月16日
【申请日】2015年4月22日