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微光广域高分辨率光电侦察监视相机

阅读：495发布：2020-05-08

专利汇可以提供微光广域高分辨率光电侦察监视相机专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且微光广域高分辨率光电侦察监视相机，涉及侦察监视领域，本实用新型包括轻量化底座；固定在轻量化底座上的固定座；固定在固定座上端的镜筒；固定在镜筒前端的镜筒前盖；设置在镜筒前盖中心处的环形凸起，镜筒前盖和环形凸起中间均为通孔，且与镜筒内部相连通；安装在环形凸起中的主成像光学系统；安装在镜筒中的次级成像光学系统；安装在镜筒中的CCD探测器和DSP，CCD探测器位于次级成像光学系统后端，CCD探测器与DSP电连接；与DSP电连接的上位机。本实用新型漏检率低、侦察效率高、图像分辨率高的优点。，下面是微光广域高分辨率光电侦察监视相机专利的具体信息内容。

权利要求

1.微光广域高分辨率光电侦察监视相机，其特征在于，包括：
轻量化底座；
固定在轻量化底座上的固定座；
固定在固定座上端的镜筒；
固定在镜筒前端的镜筒前盖；
设置在镜筒前盖中心处的环形凸起，所述镜筒前盖和环形凸起中间均为通孔，且与镜筒内部相连通；
安装在环形凸起中的主成像光学系统；
安装在镜筒中的次级成像光学系统；
安装在镜筒中的CCD探测器和DSP，所述CCD探测器位于次级成像光学系统后端，所述CCD探测器与DSP电连接；
与DSP电连接的上位机。
2.根据权利要求1所述的微光广域高分辨率光电侦察监视相机，其特征在于，所述主成像光学系统采用球透镜，所述球透镜固定在环形凸起中。
3.根据权利要求2所述的微光广域高分辨率光电侦察监视相机，其特征在于，所述次级成像光学系统采用小相机阵列，小相机阵列安装在镜筒中；小相机阵列由多个小相机组成，多个小相机均匀分布在与球透镜共心的半球面上。
4.根据权利要求3所述的微光广域高分辨率光电侦察监视相机，其特征在于，每个小相机的光学结构包括：第一非球面镜、第二非球面镜、第三非球面镜、成像镜；入射光入射到第二非球面镜上，被反射到第一非球面镜上，经第一非球面镜反射后，一部分光入射至成像镜上，另一部分光入射至第三非球面镜上，经高透射后入射至成像镜上，最终成像在CCD探测器的像面处。
5.根据权利要求4所述的微光广域高分辨率光电侦察监视相机，其特征在于，所述第一非球面镜表面镀反射膜，第一非球面镜中心设有通光孔；第一非球面镜的中心厚度为32mm，曲率半径-910mm；所述第二非球面镜表面镀反射膜，对入射光反射；第二非球面镜的中心厚度30mm，曲率半径780mm。
6.根据权利要求5所述的微光广域高分辨率光电侦察监视相机，其特征在于，所述第一非球面镜和第二非球面镜之间的间距为320mm。
7.根据权利要求5所述的微光广域高分辨率光电侦察监视相机，其特征在于，所述第三非球面镜表面镀增透膜，对入射光高透过；第三非球面镜的中心厚度为40mm，前表面曲率半径为182.33mm，后表面的曲率半径为-179.98mm。
8.根据权利要求5所述的微光广域高分辨率光电侦察监视相机，其特征在于，所述成像镜的中心厚度为35mm，前表面曲率半径为352.54mm，后表面的曲率半径为-320.01mm。
9.根据权利要求1所述的微光广域高分辨率光电侦察监视相机，其特征在于，还包括：
剪叉式电动升降台以及分别安装在剪叉式电动升降台下端四个角处的四个滚轮；所述轻量化底座固定在剪叉式电动升降台上端。
10.根据权利要求1所述的微光广域高分辨率光电侦察监视相机，其特征在于，还包括：
分别固定在固定座下端前表面的两个第一加强筋，两个第一加强筋下端与轻量化底座固连；
分别固定在固定座下端后表面的两个第二加强筋，两个第二加强筋下端与轻量化底座固连。

说明书全文

微光广域高分辨率光电侦察监视相机

技术领域

[0001] 本实用新型涉及侦察监视技术领域，具体涉及一种微光广域高分辨率光电侦察监视相机。

背景技术

[0002] 随着科技和人类社会的不断发展和进步，人们对于光电侦察监视系统所获取情报的全面性、准确性、快速性提出了更高要求，同时要求监视系统具有持久、实时、高分辨率广域探测能力。广域监视是指大范围覆盖光学搜索、跟踪和攻击项目，要求在稠密城区广域范围内监视几百个以上目标。精确探测是指要确保在复杂空中和地面环境中实现对小目标的精确探测和目标动态监测，以实现重点目标精确探测和监控，具有高分辨率、准确性的特点。

[0003] 目前，现有的光电侦察监视系统存在漏检率高、侦察效率不足、图像分辨率低等问题。并且，现有的光电侦察监视系统体积都较大，不便于移动。实用新型内容

[0004] 针对现有光电侦察监视系统存在的漏检率高、侦察效率不足、图像分辨率低等问题，本实用新型提供一种微光广域高分辨率光电侦察监视相机。

[0005] 本实用新型为解决技术问题所采用的技术方案如下：

[0006] 本实用新型的微光广域高分辨率光电侦察监视相机，包括：

[0007] 轻量化底座；

[0008] 固定在轻量化底座上的固定座；

[0009] 固定在固定座上端的镜筒；

[0010] 固定在镜筒前端的镜筒前盖；

[0011] 设置在镜筒前盖中心处的环形凸起，所述镜筒前盖和环形凸起中间均为通孔，且与镜筒内部相连通；

[0012] 安装在环形凸起中的主成像光学系统；

[0013] 安装在镜筒中的次级成像光学系统；

[0014] 安装在镜筒中的CCD探测器和DSP，所述CCD探测器位于次级成像光学系统后端，所述CCD探测器与DSP电连接；

[0015] 与DSP电连接的上位机。

[0016] 进一步的，所述主成像光学系统采用球透镜，所述球透镜固定在环形凸起中。

[0017] 进一步的，所述次级成像光学系统采用小相机阵列，小相机阵列安装在镜筒中；小相机阵列由多个小相机组成，多个小相机均匀分布在与球透镜共心的半球面上。

[0018] 进一步的，每个小相机的光学结构包括：第一非球面镜、第二非球面镜、第三非球面镜、成像镜；入射光入射到第二非球面镜上，被反射到第一非球面镜上，经第一非球面镜反射后，一部分光入射至成像镜上，另一部分光入射至第三非球面镜上，经高透射后入射至成像镜上，最终成像在CCD探测器的像面处。

[0019] 进一步的，所述第一非球面镜表面镀反射膜，第一非球面镜中心设有通光孔；第一非球面镜的中心厚度为32mm，曲率半径-910mm；所述第二非球面镜表面镀反射膜，对入射光反射；第二非球面镜的中心厚度30mm，曲率半径780mm。

[0020] 进一步的，所述第一非球面镜和第二非球面镜之间的间距为320mm。

[0021] 进一步的，所述第三非球面镜表面镀增透膜，对入射光高透过；第三非球面镜的中心厚度为40mm，前表面曲率半径为182.33mm，后表面的曲率半径为-179.98mm。

[0022] 进一步的，所述成像镜的中心厚度为35mm，前表面曲率半径为352.54mm，后表面的曲率半径为-320.01mm。

[0023] 进一步的，还包括：剪叉式电动升降台以及分别安装在剪叉式电动升降台下端四个角处的四个滚轮；所述轻量化底座固定在剪叉式电动升降台上端。

[0024] 进一步的，还包括：

[0025] 分别固定在固定座下端前表面的两个第一加强筋，两个第一加强筋下端与轻量化底座固连；

[0026] 分别固定在固定座下端后表面的两个第二加强筋，两个第二加强筋下端与轻量化底座固连。

[0027] 本实用新型的有益效果是：本实用新型的微光广域高分辨率光电侦察监视相机，采用一种基于共心球透镜的大视场多尺度光学成像系统，将共心主成像光学系统与次级成像光学系统相结合，综合利用多尺度图像处理方法，实现大视场、高分辨率侦察。本实用新型的微光广域高分辨率光电侦察监视相机可以搭载在无人机上，在5km高空对14km×10km地面范围进行监视，成像视场达到110°×90°，最高分辨率达到5cm，实现大视场高分辨率广域实时监视。

[0028] 本实用新型中，次级成像光学系统光学元件较少，体积相比现有变小，同时所采用的剪叉式电动升降台和滚轮还方便了相机移动和操作，具有漏检率低、侦察效率高、图像分辨率高的优点。

[0029] 本实用新型可持久对大范围区域执行动态监视，提供目标更丰富的细节信息，可用于冰川跟踪、环境与资源保护、搜救、体育赛事直播等社会活动的情报支持。附图说明

[0030] 图1为本实用新型的微光广域高分辨率光电侦察监视相机的整体结构示意图。

[0031] 图2为本实用新型的微光广域高分辨率光电侦察监视相机的结构示意图。

[0032] 图3为小相机的光学结构示意图。

[0033] 图中：1、轻量化底座，2、固定座，3、镜筒，4、镜筒前盖，5、环形凸起，6、球透镜，7、剪叉式电动升降台，8、滚轮，9、第一非球面镜，10、第二非球面镜，11、第三非球面镜，12、成像镜，13、CCD探测器。

具体实施方式

[0034] 以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明。

[0035] 如图1和图2所示，本实用新型的微光广域高分辨率光电侦察监视相机，主要包括：轻量化底座1、固定座2、镜筒3、镜筒前盖4、环形凸起5、剪叉式电动升降台7、大视场多尺度光学成像系统、CCD探测器13、DSP、上位机。

[0036] 四个滚轮8分别安装在剪叉式电动升降台7下端四个角处。

[0037] 轻量化底座1固定在剪叉式电动升降台7上端。通过剪叉式电动升降台7可以实现监视相机的高度调节。

[0038] 轻量化底座1上设置有多个均匀分布的轻量化孔101。

[0039] 固定座2垂直固定在轻量化底座1上。

[0040] 两个第一加强筋202侧面分别固定在固定座2下端前表面，两个第一加强筋202下端与轻量化底座1固连。

[0041] 两个第二加强筋201侧面分别固定在固定座2下端后表面，两个第二加强筋201下端与轻量化底座1固连。

[0042] 镜筒3固定在固定座2上端安装孔中。

[0043] 镜筒前盖4固定在镜筒3前端。

[0044] 环形凸起5设置在镜筒前盖4中心处。

[0045] 镜筒前盖4和环形凸起5中间均为通孔，并与镜筒3内部相连通。

[0046] 大视场多尺度光学成像系统安装在镜筒3和环形凸起5中。

[0047] 所说的大视场多尺度光学成像系统主要包括：主成像光学系统和次级成像光学系统。主成像光学系统安装在环形凸起5中，次级成像光学系统安装在镜筒3中。

[0048] 所说的主成像光学系统主要采用球透镜6。球透镜6固定在环形凸起5中。球透镜6具有比普通凸透镜更大的放大倍数，并且具有比普通凸透镜更短的焦距。

[0049] 所说的次级成像光学系统主要采用小相机阵列。小相机阵列安装在镜筒3中。小相机阵列由多个小相机组成，多个小相机均匀分布在与球透镜6共心的半球面上。

[0050] CCD探测器13安装在镜筒3后端，并且位于小相机阵列后端。

[0051] DSP安装在镜筒3中，DSP与CCD探测器13电连接，DSP与上位机电连接。

[0052] 如图3所示，每个小相机的光学结构主要包括：第一非球面镜9、第二非球面镜10、第三非球面镜11、成像镜12。入射光入射到第二非球面镜10上，被反射到第一非球面镜9上，经第一非球面镜9反射后，一部分光入射至成像镜12上，另一部分光入射至第三非球面镜11上，经高透射后入射至成像镜12上，最终成像在CCD探测器13的像面处。

[0053] 第一非球面镜9表面镀反射膜，并且第一非球面镜9中心设有通光孔。第一非球面镜9的中心厚度为32mm，曲率半径-910mm。

[0054] 第二非球面镜10表面镀反射膜，对入射光反射。第二非球面镜10的中心厚度30mm，曲率半径780mm。

[0055] 第三非球面镜11表面镀增透膜，对入射光高透过。第三非球面镜11的中心厚度为40mm，前表面曲率半径为182.33mm，后表面的曲率半径为-179.98mm。

[0056] 成像镜12的中心厚度为35mm，前表面曲率半径为352.54mm，后表面的曲率半径为-320.01mm。

[0057] 第一非球面镜9和第二非球面镜10之间的间距为320mm。

[0058] 本实用新型的微光广域高分辨率光电侦察监视相机，其工作原理如下：

[0059] 目标发出的光依次经过球透镜6、第二非球面镜10、第一非球面镜9、第三非球面镜11、成像镜12后成像于CCD探测器13的像面上，通过DSP接收CCD探测器13输出的图像进行图像数据处理和拼接存储，并最终将处理好的超高分辨率图像上传至上位机中进行存储和显示，实现大视场范围目标探测和侦察监视的目的。

[0060] 本实用新型的微光广域高分辨率光电侦察监视相机，其各项参数如下：

[0061] 成像视场：≥110°×90°；

[0062] 成像范围：≥14km×10km；

[0063] 成像分辨率：多帧超分辨率5cm@5km；

[0064] 总像素数：≥30亿；

[0065] 工作波段：0.38-0.75μm；

[0066] 光学成像系统尺寸：

[0067] 总重量：≤55kg；

[0068] 总功耗：≤2KW。

[0069] 以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

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