基于环形电机的新型360°被动成像探测装置及其实现方法制造方法及图纸

基于环形电机的新型360°被动成像探测装置及其实现方法，该被动成像探测装置包括由环形转子和环形定子组成的环形电机，固连在环形电机转子上的反射镜，固定在反射镜反射光路上的光学镜头和被动成像探测器，反射镜将目标的像反射到被动成像探测器上，中央管理模块读取被动探测器输出的图像数据，经过坐标变换，即可获得目标的最终图像数据，随着环形电机转子的旋转，即可实现360°被动成像探测的功能；该方案不需要使用滑环即可实现360°被动成像探测，具有成本低廉，结构简单，易于实现的优点。

【技术实现步骤摘要】
基于环形电机的新型360°被动成像探测装置及其实现方法
本专利技术涉及被动成像探测领域，具体涉及一种基于环形电机的新型360°被动成像探测装置及其实现方法。
技术介绍
360°被动成像探测技术在工业安防，国土防卫等领域具有十分重要的作用，目前该类型的传感器主要采用HGH红外系统公司研制的被动图像方案扫描成像方案，该方案使用高性能滑环实现能量及信号的传输，但高性能滑环质量和体积比较大，而且非常价格昂贵，导致360°被动成像探测装置售价非常高，结构也非常复杂。
技术实现思路
为了解决上述现有技术存在的问题，本专利技术的目的在于提供一种基于环形电机的新型360°被动成像探测装置及其实现方法，该方案不需要使用滑环即可实现360°被动成像探测，具有成本低廉，结构简单，易于实现的优点。为了达到上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种基于环形电机的新型360°被动成像探测装置，包括环形电机转子3，环形电机转子3分为中空筒状结构和沿中空筒状上端部向外延伸的中空环状结构两部分，中空筒状结构从轴承6的中心穿过，且与轴承6的内环固连，中空环状结构底部壁上镶嵌有磁片5；环形电机定子2为空心盘状，其内壁与轴承6外环固连，上端部均匀的缠绕着多个线圈4，环形电机定子2缠绕线圈的端面平行于环形电机转子3的中空环状结构；反射镜1固连在环形电机转子3上，且与环形电机转子3环状结构平面成成预设角度，且反射镜在环形电机转子3环状结构平面上的投影区域包含环形电机转子3中空筒状结构的中空区域；被动图像探测器10固连在中央处理模块11上，且被动探测器10的接收光轴与环形电机转子3的旋转轴重合；光学镜头7固定在被动图像探测器10的接收光路上，且接收光轴与环形电机转子3的旋转轴重合；光电码盘8为空心圆环状，固连在环形电机转子3的内部中空筒状结构底部外侧，光电码盘8能够随环形电机转子3的转动而转动，光电开关9固定在中央处理模块11上，并与中央处理模块11通过导线相连，且能够探测到光电码盘8的转动信号，并将该信号发送给中央处理模块11，被动图像探测器10通过导线与中央处理模块11相连，并将探测到的信号传递给中央处理模块11进行后处理；所述环形电机定子2、环形电机转子3、轴承6和光电码盘9均为中空结构，反射镜1能够通过该中空结构将目标的像反射到被动图像探测器10上；所述环形电机定子13、环形电机转子14、环形轴承15和光电码盘9均为对称结构，且对称轴相互重合。所述反射镜1与环形电机转子3环状结构平面成45度角。所述的基于环形电机的新型360°被动成像探测装置进行被动成像探测的方法，包括如下步骤：步骤一：中央处理模块11通过导线给环形电机定子2上的线圈4通电，并驱动环形电机转子3旋转；步骤二：环形电机转子3转动，带光电码盘8转动，光电码盘8的转动触发光电开关9生成脉冲信号，中央管理模块11读取该脉冲信号并测量出环形电机转子3的转动角度；步骤三：中央管理模块11测量到环形电机转子3的转动角度后，即触发被动图像探测器10采集图像数据，并将图像数据发送给中央管理模块11；步骤四：中央管理模块11将被动图像探测器10获得的图像数据按照式(1)进行解算就获得了一组探测图像数据；式中：代表某个像素点在被动图像探测器坐标系xcocyc上的坐标，代表该像素点在电机定子坐标系xoy上的坐标，该坐标值也就是最终解算出来的坐标，为转换矩阵，设电机转子顺时针旋转，θ为环形电机转子所转过的角度；步骤五：环形电机转子3不断旋转，重复步骤二至步骤四，就可以获取360°视场范围内的被动探测图像数据。与现有技术相比，本专利技术有以下优点：本专利技术专利将电机转子和电机定子设计成中空结构，利用该结构反射镜可以将目标图像反射到被动探测器上，经过对图像的坐标变换就可以实现对360°范围内目标的监视，该方案避免使用了传统方案中的滑环，从而提高系统的可靠性及使用寿命，同时有助于降低系统的质量和成本。附图说明图1本专利技术360°被动成像探测装置结构示意图。图2本专利技术环形电机剖面示意图。图3本专利技术360°被动成像解算算法示意图。具体实施方式如图1所示，本专利技术一种基于环形电机的新型360°被动成像探测装置，包括环形电机转子3，环形电机转子3分为中空筒状结构和沿中空筒状上端部向外延伸的中空环状结构两部分，中空筒状结构从轴承6的中心穿过，且与轴承6的内环固连，中空环状结构底部壁上镶嵌有磁片5；环形电机定子2为空心盘状，其内壁与轴承6外环固连，上端部均匀的缠绕着多个线圈4，环形电机定子2缠绕线圈的端面平行于环形电机转子3的中空环状结构；反射镜1固连在环形电机转子3上，且与环形电机转子3环状结构平面成成预设角度，且反射镜在环形电机转子3环状结构平面上的投影区域包含环形电机转子3中空筒状结构的中空区域；被动图像探测器10固连在中央处理模块11上，且被动探测器10的接收光轴与环形电机转子3的旋转轴重合；光学镜头7固定在被动图像探测器10的接收光路上，且接收光轴与环形电机转子3的旋转轴重合；光电码盘8为空心圆环状，固连在环形电机转子3的内部中空筒状结构底部外侧，光电码盘8能够随环形电机转子3的转动而转动，光电开关9固定在中央处理模块11上，并与中央处理模块11通过导线相连，且能够探测到光电码盘8的转动信号，并将该信号发送给中央处理模块11，被动图像探测器10通过导线与中央处理模块11相连，并将探测到的信号传递给中央处理模块11进行后处理；如图2所示，所述环形电机定子2、环形电机转子3、轴承6和光电码盘9均为中空结构，反射镜1能够通过该中空结构将目标的像反射到被动图像探测器10上；所述环形电机定子13、环形电机转子14、环形轴承15和光电码盘9均为对称结构，且对称轴相互重合。作为本专利技术的优选实施方式，所述反射镜1与环形电机转子3环状结构平面成45度角，这样可以保证探测器能够探测到与电机旋转轴相互平行的平面的图像数据。本专利技术基于环形电机的新型360°被动成像探测装置进行被动成像探测的方法，包括如下步骤：步骤一：中央处理模块11通过导线给环形电机定子2上的线圈4通电，并驱动环形电机转子3旋转；步骤二：环形电机转子3转动，带光电码盘8转动，光电码盘8的转动触发光电开关9生成脉冲信号，中央管理模块11读取该脉冲信号并测量出环形电机转子3的转动角度；步骤三：中央管理模块11测量到环形电机转子3的转动角度后，即触发被动图像探测器10采集图像数据，并将图像数据发送给中央管理模块11；步骤四：中央管理模块11将被动图像探测器10获得的图像数据按照式(1)进行解算就获得了一组探测图像数据；式中：代表某个像素点在被动图像探测器坐标系xcocyc上的坐标，代表该像素点在电机定子坐标系xoy上的坐标，该坐标值也就是最终解算出来的坐标，如图3所示，xcocyc定义的方法：oc为电机旋转轴与探测器平面的交点，ocxc，ocyc轴位于探测器平面内，且相互垂直，且绕电机的旋转轴转动，转动的角速度与电机旋转的角速度相同。xoy定义的方法：o为电机旋转轴与探测器平面的交点，ox，oy轴位于探测器平面内，且相互垂直，且初始时刻ox与ocxc重合，oy与ocyc轴重合，但ox与oy并不随电机的转动而转动。为转换矩阵，设电机转子顺时针旋转，θ为环形电机转子所转过的角度；步骤本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于环形电机的新型360°被动成像探测装置，其特征在于：包括环形电机转子(3)，环形电机转子(3)分为中空筒状结构和沿中空筒状上端部向外延伸的中空环状结构两部分，中空筒状结构从轴承(6)的中心穿过，且与轴承(6)的内环固连，中空环状结构底部壁上镶嵌有磁片(5)；环形电机定子(2)为空心盘状，其内壁与轴承(6)外环固连，上端部均匀的缠绕着多个线圈(4)，环形电机定子(2)缠绕线圈的端面平行于环形电机转子(3)的中空环状结构；反射镜(1)固连在环形电机转子(3)上，且与环形电机转子(3)环状结构平面成成预设角度，且反射镜在环形电机转子(3)环状结构平面上的投影区域包含环形电机转子(3)中空筒状结构的中空区域；被动图像探测器(10)固连在中央处理模块(11)上，且被动探测器(10)的接收光轴与环形电机转子(3)的旋转轴重合；光学镜头(7)固定在被动图像探测器(10)的接收光路上，且接收光轴与环形电机转子(3)的旋转轴重合；光电码盘(8)为空心圆环状，固连在环形电机转子(3)的内部中空筒状结构底部外侧，光电码盘(8)能够随环形电机转子(3)的转动而转动，光电开关(9)固定在中央处理模块(11)上，并与中央处理模块(11)通过导线相连，且能够探测到光电码盘(8)的转动信号，并将该信号发送给中央处理模块(11)，被动图像探测器(10)通过导线与中央处理模块(11)相连，并将探测到的信号传递给中央处理模块(11)进行后处理；所述环形电机定子(2)、环形电机转子(3)、轴承(6)和光电码盘(9)均为中空结构，反射镜(1)能够通过该中空结构将目标的像反射到被动图像探测器(10)上；所述环形电机定子(13)、环形电机转子(14)、环形轴承(15)和光电码盘(9)均为对称结构，且对称轴相互重合。...

【技术特征摘要】
1.一种基于环形电机的新型360°被动成像探测装置，其特征在于：包括环形电机转子(3)，环形电机转子(3)分为中空筒状结构和沿中空筒状上端部向外延伸的中空环状结构两部分，中空筒状结构从轴承(6)的中心穿过，且与轴承(6)的内环固连，中空环状结构底部壁上镶嵌有磁片(5)；环形电机定子(2)为空心盘状，其内壁与轴承(6)外环固连，上端部均匀的缠绕着多个线圈(4)，环形电机定子(2)缠绕线圈的端面平行于环形电机转子(3)的中空环状结构；反射镜(1)固连在环形电机转子(3)上，且与环形电机转子(3)环状结构平面成成预设角度，且反射镜在环形电机转子(3)环状结构平面上的投影区域包含环形电机转子(3)中空筒状结构的中空区域；被动图像探测器(10)固连在中央处理模块(11)上，且被动探测器(10)的接收光轴与环形电机转子(3)的旋转轴重合；光学镜头(7)固定在被动图像探测器(10)的接收光路上，且接收光轴与环形电机转子(3)的旋转轴重合；光电码盘(8)为空心圆环状，固连在环形电机转子(3)的内部中空筒状结构底部外侧，光电码盘(8)能够随环形电机转子(3)的转动而转动，光电开关(9)固定在中央处理模块(11)上，并与中央处理模块(11)通过导线相连，且能够探测到光电码盘(8)的转动信号，并将该信号发送给中央处理模块(11)，被动图像探测器(10)通过导线与中央处理模块(11)相连，并将探测到的信号传递给中央处理模块(11)进行后处理；所述环形电机定子(2)、环形电机转子(3)、轴承(6)和光电码盘(9...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙剑，徐飞，杨凯，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61