一种光电火炮海图及视频取证一体化设备制造技术

本发明专利技术公开了一种光电火炮海图及视频取证一体化设备，其特征在于，包括电子机箱单元、操控单元和显示单元三部分组成；电子机箱单元内安装火控计算机；火控计算机中的任务计算机与网络交换单元进行通信；任务计算机包括总控模块、采样处理模块、情报处理模块、平滑主模块、滤波模块、激光容错处理模块、目标丢失处理模块、解相遇模块、输出处理模块、光电跟踪模块、海图处理模块、视频取证处理模块、动态精度检查模块、静态精度检查模块、零飞模块、测试模块和通讯处理模块；本发明专利技术减少了光电显控台、火炮设备专项的控制设备，减轻了武器系统的总质量，减少战位，将本船指挥权高度集中，缩短了系统反应时间。

【技术实现步骤摘要】
一种光电火炮海图及视频取证一体化设备
本专利技术涉及一种光电火炮海图及视频取证一体化设备，属于武器系统领域。可完成目标跟踪、火炮控制、情报处理、火控解算、海图显示、视频取证等功能。
技术介绍
目前舰载作战系统中，一般包括光电显控台、火炮指挥仪、海图显控台、视频监控台等设备，这些设备都是专项控制，占地面积大，重量大，需要多人控制，反应慢。随着现代武器系统的发展，这种设备专项控制的方式显露出了很大的弊端，在有限的舱室环境内，为武器系统的扩展带来不便，因此，急需一种可集成控制的一体化设备，减少光电显控台、火炮设备专项的控制设备，减轻武器系统的总质量，减少站位，将本船指挥权高度集中，缩短系统反应时间。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供一种光电火炮海图及视频取证一体化设备，它可以完成目标跟踪、火炮控制、情报处理、火控解算、海图显示、视频取证等功能，减少了光电显控台、火炮设备专项的控制设备，减轻了武器系统的总质量，减少战位，将本船指挥权高度集中，缩短了系统反应时间。为了解决上述技术问题，本专利技术是这样实现的。一种光电火炮海图及视频取证一体化设备，包括电子机箱单元、操控单元和显示单元三部分组成；电子机箱单元内安装火控计算机；火控计算机包括人机接口计算机和任务计算机，人机接口计算机与任务计算机进行通信，任务计算机与网络交换单元进行通信；任务计算机包括总控模块、采样处理模块、情报处理模块、平滑主模块、滤波模块、激光容错处理模块、目标丢失处理模块、解相遇模块、输出处理模块、光电跟踪模块、海图处理模块、视频取证处理模块、动态精度检查模块、静态精度检查模块、零飞模块、测试模块和通讯处理模块；其中，总控模块完成定时信号的发送，各模块根据定时信号确定运行周期；采样处理模块接收通讯处理模块的数据后进行采样数据的处理后分发给各个模块；情报处理模块利用从外部导航雷达收到的目标数据进行威胁判断、排序处理后发送给海图处理模块，海图处理模块将所接收数据处理成海图显示数据通过通讯处理模块发送给显示单元显示；平滑主模块接收来自通讯处理模块的目标跟踪位置数据，当目标跟踪好就发送给激光容错处理模块进行目标距离容错处理，处理结果返回给平滑主模块，平滑主模块利用容错后的目标距离和目标跟踪位置数据中的角度信息消除光电跟踪误差，将处理后的目标数据给解相遇模块；当目标未跟踪好时平滑主模块发送目标跟踪位置数据给目标丢失处理模块进行处理，根据目标丢失处理结果，进行丢失数据的弥补处理；解相遇模块接收平滑主模块的数据，根据射表完成射击诸元的求取，并发送给输出处理模块；输出处理模块完成摇摆变换、正馈信号的求取，通过通讯处理模块发送给火炮；光电跟踪模块与本设备外部的光电跟踪仪前端指向器共同完成对目标的跟踪，将目标跟踪位置数据通过通讯处理模块发送给平滑主模块；视频取证处理模块将本设备外部的光电跟踪仪摄像前端的视频进行显示；动态精度检查模块在检测工作方式下，调用解相遇模块完成动态航路的生成和动态精度的计算，将检查数据发送给输出处理模块；静态精度检查模块在检测工作方式下，调用解相遇模块完成静态航路的生成，静态精度的计算，将检查数据发送给输出处理模块；零飞模块完成零飞功能，将零飞数据发送给输出处理模块；测试模块完成自检测试；操控单元和显示单元均与火控计算机相连，操控单元实现对火控计算机的功能操控、数据输入；显示单元实现光电跟踪显示、海图显示、火炮运行状态显示和视频取证显示。优选地，所述的激光容错模块的容错处理方式为：步骤一、以200ms为时间点间隔，以32个时间点为一个窗口；获取连续32个时间点有效的目标跟踪位置数据；步骤二、利用当前窗口内32个点的目标跟踪位置数据给出的目标距离，采用最小二乘求得目标距离的变化速度利用该变化速度求解下一个时间点的目标距离预测值步骤三、将窗口向后移动一个时间点，称为当前点A；分三种情况确定容错后的目标距离，反馈给平滑主模块：若当前点A的激光测距有效、且当前点A的激光测距实际值D与上一个时间点求得的目标距离预测值相差超过设定阈值δ，则记一次超差，用目标距离预测值代替激光测距实际值D，作为当前点A容错后的目标距离；若当前点A的激光测距有效、且当前点A的激光测距实际值D与上一个时间点求得的目标距离预测值相差未超过设定阈值δ，则将激光测距实际值D作为当前点A容错后的目标距离；其中，δ的值由激光测距误差决定；若当前点A的激光测距无效，则也记一次超差，用目标距离预测值代替激光测距实际值D，作为当前点A容错后的目标距离；本步骤在记录超差后，如果连续超差16个点，则重新开始进行步骤一；步骤四、利用步骤三所确定的当前目标距离窗口中的前31个点，一共32个点采用最小二乘求得目标距离的变化速度和下一个时间点的目标距离预测值重复进行步骤三和步骤四。优选地，总控模块产生定时信号，分别给与情报处理模块500ms运行周期、平滑主模块20ms运行周期、输出处理模块20ms运行周期、光电跟踪模块10ms运行周期、海图处理模块1s运行周期、视频取证处理模块40ms运行周期、动态精度检查模块20ms运行周期、静态精度检查模块20ms运行周期、零飞模块20ms运行周期、测试模块1s运行周期；通讯处理模块为中断调用方式。优选地，人机接口计算机、任务计算机和网络交换单元共用电源模块和CPCI总线底板。优选地，所述静态精度检查模块包含单机静态精度检查模块和系统静态精度检查模块；动态精度检查模块包含单机动态精度检查模块和系统动态精度检查模块；所述单机静态精度检查模块和单机动态精度检查模块统称为单机精度检查模块，只检查本设备内部的模块是否正常；单机精度检查的检查题目预存在单机精度检查模块中；检查时，将检查题目中的目标数据发送给光电跟踪模块，将环境数据和校正量数据发送给解相遇模块；本设备运行，解相遇模块将解出的火炮控制方位全角和高低全角解算值发送给单机精度检查模块；单机精度检查模块将解算值与预存的理论值进行比较，计算出解题误差；所述系统静态精度检查模块和系统动态精度检查模块统称为系统精度检查模块，在单机精度检查的基础上进一步检查设备外火炮和光电跟踪仪前端是否正常；系统精度检查将检查题目中的目标数据存储在光电跟踪仪前端，将环境数据存储在外部导航雷达前端；导航雷达收到开始做题命令后，根据预存的环境数据产生导航数据，通过采样处理模块采集后发送给主平滑模块；光电跟踪仪前端收到开始做题命令后，将预存的目标数据发送给光电跟踪模块，光电跟踪模块将收到的数据处理后发送给通讯处理模块，通讯处理模块将数据发送给主平滑模块；开始做题命令后，系统精度检查模块还将检查题目中的校正量数据发送给解相遇模块；主平滑模块、解相遇模块、输出处理模块均按照自身功能执行操作，通过通讯处理模块将数据发送给火炮；火炮收到正馈信号后调转到瞄准目标射击，然后将自己的架位反馈给系统静态精度检查模块，系统精度检查模块将火炮的架位与检测题目中的理论值进行比较，计算出解题的误差。优选地，所述单机静态精度检查模块、系统静态精度检查模块、单机动态精度检查模块和系统动态精度检查模块均预先设置有9道题目，采用如下方式对题目的输入参数进行测试，可以测试到单机或系统的各种错误：第一、9道题目中的目标距离覆盖炮的射程，在射程范围内均匀选取9个目标距离；第二、9本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光电火炮海图及视频取证一体化设备，其特征在于，包括电子机箱单元、操控单元和显示单元三部分组成；电子机箱单元内安装火控计算机；火控计算机包括人机接口计算机和任务计算机，人机接口计算机与任务计算机进行通信，任务计算机与网络交换单元进行通信；任务计算机包括总控模块、采样处理模块、情报处理模块、平滑主模块、滤波模块、激光容错处理模块、目标丢失处理模块、解相遇模块、输出处理模块、光电跟踪模块、海图处理模块、视频取证处理模块、动态精度检查模块、静态精度检查模块、零飞模块、测试模块和通讯处理模块；其中，总控模块完成定时信号的发送，各模块根据定时信号确定运行周期；采样处理模块接收通讯处理模块的数据后进行采样数据的处理后分发给各个模块；情报处理模块利用从外部导航雷达收到的目标数据进行威胁判断、排序处理后发送给海图处理模块，海图处理模块将所接收数据处理成海图显示数据通过通讯处理模块发送给显示单元显示；平滑主模块接收来自通讯处理模块的目标跟踪位置数据，当目标跟踪好就发送给激光容错处理模块进行目标距离容错处理，处理结果返回给平滑主模块，平滑主模块利用容错后的目标距离和目标跟踪位置数据中的角度信息消除光电跟踪误差，将处理后的目标数据给解相遇模块；当目标未跟踪好时平滑主模块发送目标跟踪位置数据给目标丢失处理模块进行处理，根据目标丢失处理结果，进行丢失数据的弥补处理；解相遇模块接收平滑主模块的数据，根据射表完成射击诸元的求取，并发送给输出处理模块；输出处理模块完成摇摆变换、正馈信号的求取，通过通讯处理模块发送给火炮；光电跟踪模块与本设备外部的光电跟踪仪前端指向器共同完成对目标的跟踪，将目标跟踪位置数据通过通讯处理模块发送给平滑主模块；视频取证处理模块将本设备外部的光电跟踪仪摄像前端的视频进行显示；动态精度检查模块在检测工作方式下，调用解相遇模块完成动态航路的生成和动态精度的计算，将检查数据发送给输出处理模块；静态精度检查模块在检测工作方式下，调用解相遇模块完成静态航路的生成，静态精度的计算，将检查数据发送给输出处理模块；零飞模块完成零飞功能，将零飞数据发送给输出处理模块；测试模块完成自检测试；操控单元和显示单元均与火控计算机相连，操控单元实现对火控计算机的功能操控、数据输入；显示单元实现光电跟踪显示、海图显示、火炮运行状态显示和视频取证显示。...

【技术特征摘要】
1.一种光电火炮海图及视频取证一体化设备，其特征在于，包括电子机箱单元、操控单元和显示单元三部分组成；电子机箱单元内安装火控计算机；火控计算机包括人机接口计算机和任务计算机，人机接口计算机与任务计算机进行通信，任务计算机与网络交换单元进行通信；任务计算机包括总控模块、采样处理模块、情报处理模块、平滑主模块、滤波模块、激光容错处理模块、目标丢失处理模块、解相遇模块、输出处理模块、光电跟踪模块、海图处理模块、视频取证处理模块、动态精度检查模块、静态精度检查模块、零飞模块、测试模块和通讯处理模块；其中，总控模块完成定时信号的发送，各模块根据定时信号确定运行周期；采样处理模块接收通讯处理模块的数据后进行采样数据的处理后分发给各个模块；情报处理模块利用从外部导航雷达收到的目标数据进行威胁判断、排序处理后发送给海图处理模块，海图处理模块将所接收数据处理成海图显示数据通过通讯处理模块发送给显示单元显示；平滑主模块接收来自通讯处理模块的目标跟踪位置数据，当目标跟踪好就发送给激光容错处理模块进行目标距离容错处理，处理结果返回给平滑主模块，平滑主模块利用容错后的目标距离和目标跟踪位置数据中的角度信息消除光电跟踪误差，将处理后的目标数据给解相遇模块；当目标未跟踪好时平滑主模块发送目标跟踪位置数据给目标丢失处理模块进行处理，根据目标丢失处理结果，进行丢失数据的弥补处理；解相遇模块接收平滑主模块的数据，根据射表完成射击诸元的求取，并发送给输出处理模块；输出处理模块完成摇摆变换、正馈信号的求取，通过通讯处理模块发送给火炮；光电跟踪模块与本设备外部的光电跟踪仪前端指向器共同完成对目标的跟踪，将目标跟踪位置数据通过通讯处理模块发送给平滑主模块；视频取证处理模块将本设备外部的光电跟踪仪摄像前端的视频进行显示；动态精度检查模块在检测工作方式下，调用解相遇模块完成动态航路的生成和动态精度的计算，将检查数据发送给输出处理模块；静态精度检查模块在检测工作方式下，调用解相遇模块完成静态航路的生成，静态精度的计算，将检查数据发送给输出处理模块；零飞模块完成零飞功能，将零飞数据发送给输出处理模块；测试模块完成自检测试；操控单元和显示单元均与火控计算机相连，操控单元实现对火控计算机的功能操控、数据输入；显示单元实现光电跟踪显示、海图显示、火炮运行状态显示和视频取证显示。2.如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述的激光容错模块的容错处理方式为：步骤一、以200ms为时间点间隔，以32个时间点为一个窗口；获取连续32个时间点有效的目标跟踪位置数据；步骤二、利用当前窗口内32个点的目标跟踪位置数据给出的目标距离，采用最小二乘求得目标距离的变化速度利用该变化速度求解下一个时间点的目标距离预测值步骤三、将窗口向后移动一个时间点，称为当前点A；分三种情况确定容错后的目标距离，反馈给平滑主模块：若当前点A的激光测距有效、且当前点A的激光测距实际值D与上一个时间点求得的目标距离预测值相差超过设定阈值δ，则记一次超差，用目标距离预测值代替激光测距实际值D，作为当前点A容错后的目标距离；若当前点A的激光测距有效、且当前点A的激光测距实际值D与上一个时间点求得的目标距离预测值相差未超过设定阈值δ，则将激光测距实际值D作为当前点A容错后的目标距离；其中，δ的值由激光测距误差决定；若当前点A的激光测距无效，则也记一次超差，用目标距离预测值代替激光测距实际值D，作为当前点A容错后的目标距离；本步骤在记录超差后，如果连续超差16个点，则重新开始进行步骤一；步骤四、利用步骤三所确定的当前目标距离窗口中的前31个点，一共32个点采用最小二乘求得目标距离的变化速度和下一个时间点的目标距离预测值重复进行步骤三和步骤四。3.如权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：张佳丽，王彦书，贾建华，
申请(专利权)人：河北汉光重工有限责任公司，
类型：发明
国别省市：河北,13