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空间稳定式光学3D雷达跟踪系统

阅读：940发布：2020-06-01

专利汇可以提供空间稳定式光学3D雷达跟踪系统专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明公开了一种空间稳定式光学3D雷达跟踪系统，包括载体，所述载体顶面靠近左侧的位置处设置有外框，所述外框底面的位置处设置有加固板，所述加固板与所述外框为一体式结构，所述加固板的顶面位置处设置有固定用的连接螺丝，所述外框右侧的位置处设置有内框，所述内框的中间位置处设置有电路板，所述内框右侧面的位置处设置有光学3D雷达镜组，所述光学3D雷达镜组左侧面的位置处设置有陀螺仪；该装置由陀螺仪稳定、电机驱动的常平架支撑光学3D雷达，在实现光轴稳定的前提下，利用光学3D雷达高帧频、高精度 3D测量的优势，实现动基座条件下对目标的自动识别、自动跟踪和快速测距。，下面是空间稳定式光学3D雷达跟踪系统专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种空间稳定式光学3D雷达跟踪系统，其特征在于：包括载体，所述载体顶面靠近左侧的位置处设置有外框，所述外框底面的位置处设置有加固板，所述加固板与所述外框为一体式结构，所述加固板的顶面位置处设置有固定用的连接螺丝，所述外框右侧的位置处设置有内框，所述内框的中间位置处设置有电路板，所述内框右侧面的位置处设置有光学
3D雷达镜组，所述光学3D雷达镜组左侧面的位置处设置有陀螺仪。
2.根据权利要求1所述的空间稳定式光学3D雷达跟踪系统，其特征在于：所述电路板为自动识别和跟踪处理电路板，所述电路板中间的位置处设置有电路组件，所述电路组件为光学3D雷达成像电路组件，所述光学3D雷达镜组与所述电路组件相对设置。
3.根据权利要求1所述的空间稳定式光学3D雷达跟踪系统，其特征在于：所述内框为偏航框。
4.根据权利要求1所述的空间稳定式光学3D雷达跟踪系统，其特征在于：所述外框为俯仰框。
5.根据权利要求1所述的空间稳定式光学3D雷达跟踪系统，其特征在于：所述内框右侧面的位置处设置有偏航转动轴，所述光学3D雷达镜组表面的位置处设置有配合所述偏航转动轴的固定槽。
6.根据权利要求1所述的空间稳定式光学3D雷达跟踪系统，其特征在于：所述外框右侧面靠近顶部的位置处设置有俯仰转动轴，所述内框固定在所述俯仰转动轴上。
7.根据权利要求1所述的空间稳定式光学3D雷达跟踪系统，其特征在于：所述俯仰转动轴和所述偏航转动轴均设置有直流电机和角度传感器。

说明书全文

空间稳定式光学3D雷达跟踪系统

技术领域

[0001] 本发明涉及一种空间稳定式光学3D雷达跟踪系统。

背景技术

[0002] 平台式激光半主动导引头是导弹上的重要部件，导弹飞行过程中，激光指示器照射目标，由陀螺仪稳定、电机驱动的常平架支撑一个激光探测器，激光探测器接收目标上的激光漫反射，常平架在惯性空间内稳定激光探测器光轴，隔离弹体姿态运动，并可以通过电机驱动常平架转动，使激光探测器光轴指向目标,当然，激光探测器也可以更换为红外探测器或可见光探测器，但是，常平架的原理不变,无论是激光探测器、红外探测器或可见光探测器，都不具备对目标进行3D成像探测的能力，从而不具备自动识别目标的能力。

[0003] 现代装甲战车(坦克与步兵战车等)都拥有稳像式火控系统，由陀螺仪稳定、电机驱动的常平架支撑一套光学探测系统，光学探测系统通常包括可见光观瞄装置、红外观瞄装置和激光测距机，常平架在惯性空间内稳定光学探测系统光轴，隔离车体姿态运动，并可以通过电机驱动常平架转动，使光学探测系统光轴指向目标,稳像式火控系统必须始终由人操作，搜索、识别，甚至跟踪目标完全依赖人工，通过一定时间间隔的两次激光测距，计算目标的速度和航路角，由于两次激光测距需要间隔一定时间，所以火力反应慢，对目标运动趋势预测准确度不高。

[0004] 基于以上的问题，需要提供一种可以解决问题的雷达跟踪系统。

发明内容

[0005] 本发明要解决的技术问题是提供一种空间稳定式光学3D雷达跟踪系统，。

[0006] 为解决上述问题，本发明采用如下技术方案：

[0007] 一种空间稳定式光学3D雷达跟踪系统，包括载体，所述载体顶面靠近左侧的位置处设置有外框，所述外框底面的位置处设置有加固板，所述加固板与所述外框为一体式结构，所述加固板的顶面位置处设置有固定用的连接螺丝，所述外框右侧的位置处设置有内框，所述内框的中间位置处设置有电路板，所述内框右侧面的位置处设置有光学3D雷达镜组，所述光学3D雷达镜组左侧面的位置处设置有陀螺仪。

[0008] 优选地，所述电路板为自动识别和跟踪处理电路板，所述电路板中间的位置处设置有电路组件，所述电路组件为光学3D雷达成像电路组件，所述光学3D雷达镜组与所述电路组件相对设置。

[0009] 优选地，所述内框为偏航框。

[0010] 优选地，所述外框为俯仰框。

[0011] 优选地，所述内框右侧面的位置处设置有偏航转动轴，所述光学3D雷达镜组表面的位置处设置有配合所述偏航转动轴的固定槽。

[0012] 优选地，所述外框右侧面靠近顶部的位置处设置有俯仰转动轴，所述内框固定在所述俯仰转动轴上。

[0013] 优选地，所述俯仰转动轴和所述偏航转动轴均设置有直流电机和角度传感器。

[0014] 本发明的工作原理：

[0015] 本发明采用双轴或三轴正交的常平架支撑光学3D雷达，采用角速率(或角位置)陀螺仪测量、直流电机驱动手段稳定光轴，隔离载体角运动；在此条件下，充分发挥光学3D雷达自动识别特定目标的优势，实现对目标的可靠自动跟踪。

[0016] 双轴正交常平架由偏航轴和俯仰轴组成，三轴正交常平架由倾斜轴、偏航轴和俯仰轴组成，陀螺仪与光学3D雷达固联安装。如果采用角速率陀螺则使用速率稳定策略，如果采用角位置陀螺则使用位置稳定策略，常平架可以工作在空间稳像工况、自动跟踪工况或人工驱动工况条件下。

[0017] 空间稳像工况以陀螺仪的输出信号为基准进行闭环控制；自动跟踪工况以光学3D雷达的跟踪信号为基准进行闭环控制，用陀螺仪的输出信号进行阻尼控制；人工驱动工况既可以以载体姿态为基准，也可以以惯性空间为基准进行闭环控制。

[0018] 双轴正交常平架由内环和外环组成，3D光学雷达安装在内环上，三轴正交常平架由内环、中环和外环组成，3D光学雷达也安装在内环上。

[0019] 本发明的有益效果是：该装置由陀螺仪稳定、电机驱动的常平架支撑光学3D雷达，在实现光轴稳定的前提下，利用光学3D雷达高帧频、高精度3D测量的优势，实现动基座条件下对目标的自动识别、自动跟踪和快速测距。附图说明

[0020] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

[0021] 图1为本发明的主视图；

[0022] 图2为外框的俯视图；

[0023] 图3为内框的右视图；

[0024] 图4为光学3D雷达镜组的示意图。

具体实施方式

[0025] 下面结合附图对本发明的优选实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。

[0026] 参阅图1、图2、图3和图4所示的一种空间稳定式光学3D雷达跟踪系统，包括载体9，所述载体9顶面靠近左侧的位置处设置有外框7，所述外框7底面的位置处设置有加固板701，所述加固板701与所述外框7为一体式结构，所述加固板701的顶面位置处设置有固定用的连接螺丝702，所述外框7右侧的位置处设置有内框6，所述内框6的中间位置处设置有电路板3，所述内框6右侧面的位置处设置有光学3D雷达镜组1，所述光学3D雷达镜组1左侧面的位置处设置有陀螺仪5。

[0027] 本发明中一个较佳的实施例，所述电路板3为自动识别和跟踪处理电路板，所述电路板3中间的位置处设置有电路组件2，所述电路组件2为光学3D雷达成像电路组件，所述光学3D雷达镜组1与所述电路组件2相对设置。

[0028] 本发明中一个较佳的实施例，所述内框6为偏航框。

[0029] 本发明中一个较佳的实施例，所述外框7为俯仰框。

[0030] 本发明中一个较佳的实施例，所述内框6右侧面的位置处设置有偏航转动轴4，所述光学3D雷达镜组1表面的位置处设置有配合所述偏航转动轴4的固定槽401。

[0031] 本发明中一个较佳的实施例，所述外框7右侧面靠近顶部的位置处设置有俯仰转动轴8，所述内框6固定在所述俯仰转动轴8上。

[0032] 本发明中一个较佳的实施例，所述俯仰转动轴8和所述偏航转动轴4均设置有直流电机和角度传感器。

[0033] 本发明的工作原理：

[0034] 本发明采用双轴或三轴正交的常平架支撑光学3D雷达，采用角速率(或角位置)陀螺仪测量、直流电机驱动手段稳定光轴，隔离载体角运动；在此条件下，充分发挥光学3D雷达自动识别特定目标的优势，实现对目标的可靠自动跟踪。

[0035] 双轴正交常平架由偏航轴和俯仰轴组成，三轴正交常平架由倾斜轴、偏航轴和俯仰轴组成，陀螺仪与光学3D雷达固联安装。如果采用角速率陀螺则使用速率稳定策略，如果采用角位置陀螺则使用位置稳定策略，常平架可以工作在空间稳像工况、自动跟踪工况或人工驱动工况条件下。

[0036] 空间稳像工况以陀螺仪的输出信号为基准进行闭环控制；自动跟踪工况以光学3D雷达的跟踪信号为基准进行闭环控制，用陀螺仪的输出信号进行阻尼控制；人工驱动工况既可以以载体姿态为基准，也可以以惯性空间为基准进行闭环控制。

[0037] 双轴正交常平架由内环和外环组成，3D光学雷达安装在内环上，三轴正交常平架由内环、中环和外环组成，3D光学雷达也安装在内环上。

[0038] 本发明的有益效果是：该装置由陀螺仪稳定、电机驱动的常平架支撑光学3D雷达，在实现光轴稳定的前提下，利用光学3D雷达高帧频、高精度3D测量的优势，实现动基座条件下对目标的自动识别、自动跟踪和快速测距。

[0039] 以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

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