适用舰船的光学设备稳定跟踪系统及方法技术方案

本发明专利技术提供了一种适用舰船的光学设备稳定跟踪系统及方法，其中该系统包括由系统控制、用于对海面上运动的目标进行跟踪、识别、监视的光学设备；对光学设备接收到的模拟图像信号进行有效采集和数字化处理的图像采集器；对图像采集器中的目标进行图像处理及信息处理的计算机；根据处理好的图像将信息完整清晰显示的显示器；用于获取方位角、俯仰角、陀螺船位信息，并且传输给计算机的方位俯仰角编码器。本发明专利技术能够有效地适用船舶运动载体对海上目标自动跟踪、实时识别、智能监视，并克服了现有光学设备系统及方法通用性差、成本高、装置体积大、结构复杂等缺点，从而满足部队在海上环境条件下对目标的警戒、搜索等多元化任务需求。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种稳定跟踪系统及方法，具体地，涉及一种适用舰船的光学设备稳定跟踪系统及方法。
技术介绍
随着航海安全、搜索救援等多元化任务需求的不断提高，需要对海面运动目标进行实时识别、监视时，控制光学设备对海面运动目标进行实时的智能化的跟踪功能就显得尤为重要，目前一般的光学设备自动跟踪采用专用的图像采集处理装置(图像处理服务器)的方法，对目标进行图像处理，同时还需要特殊的伺服系统进行光学设备方位、俯仰运动驱动控制，设备通用性差、复杂度高、体积大、成本高，机动性能也有很大的局限性，不适用船舶运动载体对海上目标跟踪、识别、监视。到目前为止，国内尚无此类光学设备自动跟踪成果，而国外此类装置处于保密状态，极少报道。
技术实现思路
针对现有技术中的缺陷，本专利技术的目的是提供一种适用舰船的光学设备稳定跟踪系统及方法，其能够有效地适用船舶运动载体对海上目标自动跟踪、实时识别、智能监视，并克服了现有光学设备系统及方法通用性差、成本高、装置体积大、结构复杂等缺点，从而满足部队在海上环境条件下对目标的警戒、搜索等多元化任务需求。根据本专利技术的一个方面，提供一种适用舰船的光学设备稳定跟踪系统，其特征在于，其包括：光学设备，安装在船舶上，由系统控制，用于对海面上运动的目标进行自动跟踪、实时识别、智能监视；图像采集器，与所述光学设备相连，对所述光学设备接收到的模拟图像信号进行有效采集和数字化处理；计算机，与所述图像采集器相连，对所述图像采集器中的目标进行图像处理及信息处理，采用稳定的速度差自动修正，限速率数据预处理技术，进行实时解算，获取目标图像坐标信息；显示器，与所述计算机相连，将处理好的完整图像信息清晰的显示在显示器上，根据需要将图像信息以文字的形式叠加在显示器上；方位俯仰角编码器，与计算机相连，用于获取方位角、俯仰角、陀螺仪船位的信息，并且传输给所述计算机。优选地，所述光学设备通过云台基准平面光学设备安装平台保证安装精度。优选地，所述云台基准平面光学设备安装平台与一个俯仰旋转驱动电机、一个方位旋转驱动电机相连，通过基准平面的准确定位。优选地，所述俯仰旋转驱动电机和方位旋转驱动电机经驱动电路都与计算机相连，由计算机经驱动后，带动所述光学设备的指向变化，并进行闭环的运动校正，达到所述光学设备对目标进行有效跟踪、识别、监视。优选地，所述计算机与图样采集器相连，对图像进行处理，获取图像位置信息，经过自主研制的多变量控制算法算出控制信号，控制所述俯仰旋转驱动电机和方位旋转驱动电机进行转动。优选地，所述计算机通过图像采集器的USB和PCI接口获取数字化图像信息。优选地，所述显示器采用图像显示器。优选地，所述方位俯仰角编码器与所述计算机相连，把所述俯仰旋转驱动电机和方位旋转驱动电机的角度二进制代码反馈给所述计算机，构成双反馈回路。本专利技术还提供了一种适用舰船的光学设备稳定跟踪方法，其特征在于，其包括以下步骤：步骤二十一，系统开始运行后，输入视频信息；步骤二十二，通过所述计算机将图像信息进行预处理；步骤二十三，获取平台方位俯仰信息；步骤二十四，获取陀螺船位信息；步骤二十五，展开人机信息交互；步骤二十六，通过所述计算机将信息进行综合处理；步骤二十七，驱动方位俯仰电机旋转；步骤二十八，完成综合信息显示。与现有技术相比，本专利技术具有如下的有益效果：本专利技术能够有效地适用船舶运动载体对海上目标自动跟踪、实时识别、智能监视，并克服了现有光学设备系统及方法通用性差、成本高、装置体积大、结构复杂等缺点，从而满足部队在海上环境条件下对目标的警戒、搜索等多元化任务需求。图像数字化处理由图像采集器完成，提高实时处理能力，信息处理上，采用有效的测量数据预处理技术，即使在恶劣的环境下包括目标短时消失，也能有效跟踪。控制技术上，采用多变量和双反馈控制技术，特别适用船舶运动载体对海上目标有效地跟踪、识别、监视，从而满足部队在海上环境条件下对目标的警戒、搜索等多元化任务需求。附图说明通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本专利技术的其它特征、目的和优点将会变得更明显：图1为本专利技术适用舰船的光学设备稳定跟踪系统的模块组成示意图。图2为本专利技术适用舰船的光学设备稳定跟踪系统的设备结构图。图3为本专利技术适用舰船的光学设备稳定跟踪方法的流程示意图。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本专利技术，但不以任何形式限制本专利技术。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本专利技术构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本专利技术的保护范围。如图1和图2所示，本专利技术适用舰船的光学设备稳定跟踪系统包括光学设备1、图像采集器2、计算机3、显示器4、方位俯仰角编码器5，其中：光学设备1，安装在船舶上，由系统控制，用于对海面上运动的目标进行自动跟踪、实时识别、智能监视，设备结构简单，占用空间小；图像采集器2，与光学设备1相连，采用图像采集器2对光学设备1接收到的模拟图像信号进行有效采集和数字化处理，提高了实时处理能力；计算机3，与图像采集器2相连，通过计算机设备对图像采集器2中的目标进行图像处理及信息处理，采用稳定的速度差自动修正，限速率数据预处理技术，进行实时解算，获取目标图像坐标信息，保证目标提取，即使在恶劣的环境下目标消失，也能有效控制；同时通过方位角、俯仰角编码器获得方位角误差和俯仰角误差和陀螺船位信息，经自主研制的计算机多变量控制算法，控制光学设备安装平台方位、俯仰电机进行闭环的运动校正，达到运动载体光学设备对目标进行跟踪目的；显示器4，与计算机3相连，将处理好的完整图像信息清晰的显示在显示器上，根据需要也可将图像信息以文字的形式叠加在显示器上，方便航海员了解海面情况；显示器可以采用图像显示器。方位俯仰角编码器5，与计算机3相并连，使用方位俯仰角编码器5获取方位角、俯仰角、陀螺仪船位的信息，并且传输给计算机3。如图2所示，本专利技术适用舰船的光学设备稳定跟踪系统的设备结构还可以包括俯仰旋转驱动电机7、方位旋转驱动电机8、云台基准平面光学设备安装平台9，其中：计算机与图样采集器2相连，对图像进行处理，获取图像位置信息，经过自主研制的多变量控制算法算出控制信号，控制俯仰旋转驱动电机7和方位旋转驱动电机8进行转动；俯仰旋转驱动电机7、方位旋转驱动电机8经驱动电路都与计算机相连，由计算机经驱动后，带动光学设备1的指向变化，并进行闭环的运动校正，达到光学设备1对目标进行有效跟踪、识别、监视；所述光学设备通过云台基准平面光学设备安装平台保证安装精度。具体来说，云台基准平面光学设备安装平台9与俯仰旋转驱动电机7、方位旋转驱动电机8相连，通过基准平面的准确定位，保证光学设备1的安装精度；方位俯仰角编码器5与计算机相连，把俯仰旋转驱动电机7和方位旋转驱动电机8的角度二进制代码反馈给计算机，构成双反馈回路；图像采集器2与计算机相连，计算机通过图像采集器2的USB(通用串行总线)和PCI(外设部件互连标准)接口获取数字化图像信息。本专利技术适用舰船的光学设备稳定跟踪系统，所述光学设备应用陀螺技术，增大对船舶摇摆的抗干扰能力，增加平台稳定性，使探测器的安装平台具有低速稳定跟踪性能。本专利技术适用舰船的光学设备稳定跟踪系统，所述计算机通过总线获取方本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种适用舰船的光学设备稳定跟踪系统，其特征在于，其包括：光学设备，安装在船舶上，由系统控制，用于对海面上运动的目标进行自动跟踪、实时识别、智能监视；图像采集器，与所述光学设备相连，对所述光学设备接收到的模拟图像信号进行有效采集和数字化处理；计算机，与所述图像采集器相连，对所述图像采集器中的目标进行图像处理及信息处理，采用稳定的速度差自动修正，限速率数据预处理技术，进行实时解算，获取目标图像坐标信息；显示器，与所述计算机相连，将处理好的完整图像信息清晰的显示在显示器上，根据需要将图像信息以文字的形式叠加在显示器上；方位俯仰角编码器，与计算机相连，用于获取方位角、俯仰角、陀螺仪船位的信息，并且传输给所述计算机。

【技术特征摘要】
1.一种适用舰船的光学设备稳定跟踪系统，其特征在于，其包括：光学设备，安装在船舶上，由系统控制，用于对海面上运动的目标进行自动跟踪、实时识别、智能监视；图像采集器，与所述光学设备相连，对所述光学设备接收到的模拟图像信号进行有效采集和数字化处理；计算机，与所述图像采集器相连，对所述图像采集器中的目标进行图像处理及信息处理，采用稳定的速度差自动修正，限速率数据预处理技术，进行实时解算，获取目标图像坐标信息；显示器，与所述计算机相连，将处理好的完整图像信息清晰的显示在显示器上，根据需要将图像信息以文字的形式叠加在显示器上；方位俯仰角编码器，与计算机相连，用于获取方位角、俯仰角、陀螺仪船位的信息，并且传输给所述计算机。2.如权利要求1所述的适用舰船的光学设备稳定跟踪系统，其特征在于，所述光学设备通过云台基准平面光学设备安装平台保证安装精度。3.如权利要求2所述的适用舰船的光学设备稳定跟踪系统，其特征在于，所述云台基准平面光学设备安装平台与一个俯仰旋转驱动电机、一个方位旋转驱动电机相连，通过基准平面的准确定位。4.如权利要求3所述的适用舰船的光学设备稳定跟踪系统，其特征在于，所述俯仰旋转驱动电机和方位旋转驱动电机经驱动电路都与计算机相连，由计算机经驱动后，带动所述光学设备的...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈建军，林德银，丁祥金，夏俊伟，钱玲，
申请(专利权)人：上海鹰觉科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31