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一种三装载智能光电侦察装置

阅读:903发布:2020-05-08

专利汇可以提供一种三装载智能光电侦察装置专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本实用新型提供了一种三装载智能光电侦察装置,包括稳定平台、光电 载荷 、伺服控 制模 块 、 图像处理 模块、电源和 电机 驱动模块;稳定平台包括 电子 舱、方位轴 框架 、 俯仰 轴框架;俯仰轴框架内设有光电载荷、伺服 控制模块 、图像处理模块、电源和电机驱动模块、陀螺;光电载荷包括可见光摄像机、红外热像仪和激光测距仪;图像处理模块用于采集可见光摄像机视频 信号 和红外热像仪 视频信号 ;伺服控制模块采集机载系统数据及接收图像处理模块采集的视频信号后再通过电源和电机驱动模块输出俯仰轴电机和方位轴电机的控制量。本实用新型高度集成化、体积小、能将目标区域局部放大、自动识别 跟踪 目标。,下面是一种三装载智能光电侦察装置专利的具体信息内容。

1.一种三装载智能光电侦察装置,其特征在于,所述装置包括稳定平台、光电载荷(1)、伺服控制模图像处理模块、电源和电机驱动模块;稳定平台包括电子舱(2)、方位轴框架(3)、俯仰轴框架(4),方位轴框架(3)与电子舱(2)通过方位轴(11)连接,方位轴(11)分别与电子舱(2)内的方位轴电机(5)和方位轴传感器(6)电连接,方位轴框架(3)上设有俯仰轴角度传感器(7)和俯仰轴电机(8),俯仰轴框架(4)与俯仰轴角度传感器(7)、俯仰轴电机(8)均通过俯仰轴(9)连接;俯仰轴框架(4)内设有光电载荷(1)、伺服控制模块、图像处理模块、电源和电机驱动模块、陀螺(10);光电载荷(1)包括可见光摄像机、红外热像仪和激光测距仪;图像处理模块用于采集可见光摄像机视频信号和红外热像仪视频信号;伺服控制模块采集机载系统控制信号及接收图像处理模块采集的视频信号后再通过电源和电机驱动模块输出俯仰轴电机(8)和方位轴电机(5)的控制量。
2.根据权利要求1所述的装置,其特征在于,所述伺服控制模块采集机载系统控制信号并采集陀螺(10)、俯仰轴角度传感器(7)、方位轴角度传感器(6)的数据及接收图像处理模块采集的信号后再通过电源和电机驱动模块输出俯仰轴电机(8)和方位轴电机(5)的控制量。
3.根据权利要求1所述的装置,其特征在于,所述图像处理模块用于采集可见光摄像机视频信号和红外热像仪视频信号,实现目标自动识别、目标跟踪、动目标检测、画中画、图像增强、透雾、视频编码的功能。
4.根据权利要求1所述的装置,其特征在于,所述图像处理模块能实现目标库匹配、目标自动检测识别并人工辅助决策、目标自动检测识别并自动决策的三种目标识别跟踪模式。

说明书全文

一种三装载智能光电侦察装置

技术领域

[0001] 本实用新型涉及光电侦查技术领域,具体涉及一种三装载智能光电侦察装置。

背景技术

[0002] 近年来无人机在我国得到了蓬勃的发展,无论是商用无人机还是军用无人机都需要带载任务设备完成其特定任务。无人机的发展也带动了机载任务设备的发展,机载任务设备根据功能不同可以划分为侦察类、电子对抗类、通信中继类、航测类等。侦察类任务设备无疑是应用最广的一类任务设备,侦察类任务设备又包括光电侦察任务设备、雷达侦察任务设备等几种。光电侦察任务设备是无人机应用最多最广的一类任务设备,其发展最早也最为成熟,依据无人机任务的不同,种类多种多样。功能用途多以区域侦察、跟踪定位、火炮校射、打击毁伤效果评估、反恐处突、缉私缉毒取证等为主,任务的执行过程和结果判定需人工参与,还无法实现机器自主侦察和决策智能化。近几年,随着嵌入式处理平台集成度和性能的不断提高,嵌入式AI处理平台应运而生,其强大的处理能使机器学习应用于光电侦察任务设备成为可能。实用新型内容
[0003] 针对现有技术中存在的问题,本实用新型提供一种高度集成化、高分辨率、自动识别跟踪目标、体积小的三装载智能光电侦察装置。
[0004] 本实用新型通过以下技术方案实现:
[0005] 一种三装载智能光电侦察装置,其特征在于,所述装置包括稳定平台、光电载荷(1)、伺服控制模图像处理模块、电源和电机驱动模块;稳定平台包括电子舱(2)、方位轴框架(3)、俯仰轴框架(4),方位轴框架(3)与电子舱(2)通过方位轴(11)连接,方位轴(11)分别与电子舱(2)内的方位轴电机(5)和方位轴传感器(6)电连接,方位轴框架(3)上设有俯仰轴角度传感器(7)和俯仰轴电机(8),俯仰轴框架(4)与俯仰轴角度传感器(7)、俯仰轴电机(8)均通过俯仰轴(9)连接;俯仰轴框架(4)内设有光电载荷(1)、伺服控制模块、图像处理模块、电源和电机驱动模块、陀螺(10);光电载荷(1)包括可见光摄像机、红外热像仪和激光测距仪;图像处理模块用于采集可见光摄像机视频信号和红外热像仪视频信号;伺服控制模块采集机载系统控制信号及接收图像处理模块采集的视频信号后再通过电源和电机驱动模块输出俯仰轴电机(8)和方位轴电机(5)的控制量。
[0006] 根据上述的装置,其特征在于,所述伺服控制模块采集机载系统控制信号并采集陀螺(10)、俯仰轴角度传感器(7)、方位轴角度传感器(6)的数据及接收图像处理模块采集的信号后再通过电源和电机驱动模块输出俯仰轴电机(8)和方位轴电机(5)的控制量。
[0007] 根据上述的装置,其特征在于,所述图像处理模块用于采集可见光摄像机视频信号和红外热像仪视频信号,实现目标自动识别、目标跟踪、动目标检测、画中画、图像增强、透雾、视频编码的功能。
[0008] 根据上述的装置,其特征在于,所述图像处理模块能实现目标库匹配、目标自动检测识别并人工辅助决策、目标自动检测识别并自动决策的三种目标识别跟踪模式。
[0009] 本实用新型的有益技术效果:与现有技术相比,本实用新型的三装载智能光电侦察装置高度集成化,内部集成了4K可见光摄像机、非制冷红外热像仪和激光测距仪,可搭载于小型无人机完成昼夜对目标区域侦察、跟踪、定位等任务,实现了4K超高清视频在机载侦察系统中的应用,显著提高了侦察效果,图像分辨率是全高清视频的4倍,具有超高的视频成图像效果;同时,图像处理模块具备4K视频的H.265编码能力,使其编码后码流带宽有效降低到可适应现有无线链路带宽的程度,有效提高了机载光电侦察任务设备的图像处理能力和智能决策能力。本申请装置可获取更高的图像画质,并可将感兴趣目标区域进行局部放大,获得更多的目标细节。图像处理模块可实现深度学习算法,对通用车辆、人、路牌等通用目标自动识别跟踪,相比于传统的光电侦察任务设备具有超高性能,可实现更优的目标识别跟踪算法、动目标检测等复杂功能,使机载光电侦察任务设备侦察性能得到质的飞跃。附图说明
[0010] 图1为本实用新型装置的整体结构示意图;
[0011] 图2为本实用新型装置部件连接示意图。

具体实施方式

[0012] 参见图1-2,本实用新型的一种三装载智能光电侦察装置,包括稳定平台、光电载荷1、伺服控制模块、图像处理模块、电源和电机驱动模块;稳定平台包括电子舱2、方位轴框架3、俯仰轴框架4,方位轴框架3与电子舱2通过方位轴11连接,方位轴11分别与电子舱2内的方位轴电机5和方位轴角度传感器6电连接,优选的,方位轴11安装有导电滑环,方位轴11能连续360°旋转。方位轴框架上设有俯仰轴角度传感器和俯仰轴电机,俯仰轴框架与俯仰轴角度传感器、俯仰轴电机均通过俯仰轴连接。俯仰轴9的俯仰角度为(+20°)-(-140°)。俯仰轴框架4内设有光电载荷1、伺服控制模块、图像处理模块、电源和电机驱动模块、陀螺10;光电载荷1包括可见光摄像机、红外热像仪和激光测距仪,光电载荷1可实现对目标区域的昼夜成像侦察和激光测距。图像处理模块用于采集可见光摄像机视频信号和红外热像仪视频信号,实现目标自动识别、目标跟踪、动目标检测、画中画、图像增强、透雾、视频编码的功能;图像处理模块能实现目标库匹配、目标自动检测识别并人工辅助决策、目标自动检测识别并自动决策的三种目标识别跟踪模式。伺服控制模块采集机载系统控制信号并采集陀螺
10、俯仰轴角度传感器7、方位轴角度传感器6的数据及接收图像处理模块采集的信号后再通过电源和电机驱动模块输出俯仰轴电机8和方位轴电机5的控制量。陀螺10选择一只三轴MEMS陀螺作为惯性测量单元,陀螺10指标如表1所示。
[0013] 表1三轴陀螺指标
[0014]
[0015] 角度传感器包括俯仰轴角度传感器7和方位轴角度传感器6。角度传感器要想保证一定的精度,需要选择同轴安装方式,由于三装载智能光电侦察装置体积限制,在满足光电载荷安装空间要求的前提下,旋转轴向空间有限,优选的,角度传感器选择磁栅作为测角元件,测角精度可达0.1°。
[0016] 本申请装置选用直流无刷电机直接驱动,俯仰轴电机8型号为J65LYX01A,具体参数见表2。采用28V直流电机供电,该电机可输出峰值堵转力矩0.5Nm,连续堵转力矩0.18Nm。
[0017] 表2俯仰轴电机指标
[0018]峰值堵转电压 28V
峰值堵转电流 2.4A
连续堵转电流 0.85A
力矩系数 0.208Nm/A
峰值堵转力矩 0.5Nm
连续堵转力矩 0.18Nm
[0019] 电源和电机驱动模块主要实现两部分功能:电源模块采用DCDC模块、线性稳压电源为侦察任务设备电路生成所需的电源,包括+12V、+9V、+5V等电源,同时为图像处理模块、伺服控制模块、陀螺10、角度传感器、可见光摄像机、红外热像仪供电;电机驱动模块采用集成电机驱动芯片为俯仰轴电机8和方位轴电机5提供功率驱动信号。
[0020] 图像处理模块除具备人工定目标后自动跟踪的通用模式外,还可实现三种智能目标识别跟踪模式:第一,目标库匹配。无人智能任务平台在执行任务前将本次任务的目标图像装订到本实用新型装置内的图像处理模块存储器中,并设置匹配度阈值。当任务开始后,图像处理模块自动检测视场内的目标,并实时与目标库匹配比对,当匹配度高于预设阈值时,图像处理模块将自动跟踪目标并发出报警信号。图像处理模块可根据报警信号自动锁定目标并对目标进行火力打击,或人工参与做出下一步行动指示。第二,目标自动检测识别并人工辅助决策。图像处理模块在任务执行前对特定目标进行深度学习后,任务执行时可自动检测识别视场内的特定目标,并对目标进行标记。此时,伺服控制模块不参与目标跟踪。当决策者通过鼠标键盘选取视场内的特定目标后,伺服控制模块跟踪回路开始工作,始终将该目标保持在视场中心,以供决策系统做出下一步行动指示。第三,目标自动检测识别并自动决策。该种工作模式是在第二种模式的基础上引入了机器的智能模式识别,并自动决策。图像处理模块在任务执行前对特定目标进行深度学习,任务执行时可自动检测识别视场内的特定目标,并对目标进行威胁等级识别并标记,威胁等级综合会考虑目标的型号、距离、运动轨迹、未来趋势等多种因素。此时,伺服控制模块不参与目标跟踪。当系统确定最高威胁等级的目标后,伺服控制模块跟踪回路开始工作,始终将该目标锁定在视场中心,并通知火力打击系统对威胁进行清除。
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