一种雷达与光学联动的目标探测系统技术方案

本发明专利技术公开了一种雷达与光学联动的目标探测系统，包括雷达、光学传感器、控制器，探测雷达的收发天线设置在雷达天线罩内部，信号收发系统连接信号处理系统和收发天线，光学探测器包括光学传感器镜头、光学设备控制口和光学传感器转动单元，光学探测器设置有光学传感器镜头，光学探测器设置有光学设备控制口，光学传感器转动单元设置在光学传感器镜头和光学设备控制口之间，控制器包括控制单元，雷达设备接口和光学传感器接口，本发明专利技术设计合理，使用方便，将雷达与光学传感的优势进行结合，根据雷达获取到的广域精确位置信息，系统会自动控制光学传感器调整姿态对准目标进行图像捕获，提高系统的可靠性、响应速度与自动化程度。

A Target Detection System with Radar and Optical Linkage

【技术实现步骤摘要】
一种雷达与光学联动的目标探测系统
本专利技术及电子探测领域，尤其是安防监控领域，具体涉及一种雷达与光学联动的目标探测系统。
技术介绍
常用的大范围动目标探测会使用雷达探测与光学探测，雷达可以获取目标的方位角和距离，但无法确认是否为误报警或假目标。光学探测可以由人工确认目标特性，但日常监测时，由于光学探测的分辨率有限无法开展大范围的搜索工作。两者相结合时只能在控制中心通过雷达反馈的目标位置人工操纵光学设备对准目标所在位置，而数据传输和人工操作本身存在延时，在这段延时中目标很可能已经改变其所在位置，最终导致无法继续确认目标外观，同时，由于该操作需要人工干预，操作的准确性受到操作人员自身的能力限制，对系统长期工作的可靠性和实时性会带来不利的影响。
技术实现思路
本专利技术的目的是为解决上述不足，提供一种雷达与光学联动的目标探测系统。本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的：一种雷达与光学联动的目标探测系统，包括控制器、探测雷达和光学探测器，设备中同时包含雷达与光学传感器，并增加控制器用于联动功能，探测雷达包括收发天线、信号收发系统、信号处理系统和通讯接口，收发天线设置在雷达天线罩内部，信号收发系统连接信号处理系统和收发天线，光学探测器包括光学传感器镜头、光学设备控制口和光学传感器转动单元，光学探测器设置有光学传感器镜头，光学探测器设置有光学设备控制口，光学传感器转动单元设置在光学传感器镜头和光学设备控制口之间，控制器包括控制单元，雷达设备接口和光学传感器接口。控制器通过控制接口连接光学传感器，控制器通过通讯接口连接探测雷达。控制器可以是独立的设备，也可以集成在雷达或光学传感器内部。雷达天线罩内部有雷达收发信号所需要的天线。探测雷达连接有雷达俯仰角度调整装置。光学设备控制口或为光学设备数据口。光学探测器为多种探测器中的一种，其部署方式和各部件的相对位置是不固定的。光学探测器为多种探测器中的一种，其探测范围和探测指标是不固定的。雷达为多种雷达中的一种，其各部件的相对位置是不固定的。雷达为多种雷达中的一种，其各部件能够针对不同场合做相应的减少或增加。还包括控制器的一种计算方法：在控制器中，所有设备及目标当前的位置均处于同一个直角坐标系中，包含x，y，z三个维度的坐标，以表示其当前所在的位置，A、B、C单个点分别为探测雷达、光学传感器、被测目标，点A坐标为(x0，y0，z0)，点B坐标为(x1，y1，z1)，点C坐标为(x2，y2，z2)，在部署过程中，探测雷达及光学传感器的坐标可通过人工测量或设备自动获取，及点A和点B的坐标已知，当雷达探测到目标时，联动控制器会通过x个步骤得到光学传感器调整所需的参数：1)获取被测目标的坐标位置：从探测雷达得到被测目标相对于雷达的坐标偏移量，记偏移量在x，y，z三个维度分别为Δx，Δy，Δz，将偏移量叠加在雷达自身坐标上，会得到(x2，y2，z2)＝(x0+Δx，y0+Δy，z0+Δz)，即为被测目标的坐标位置；2)计算光学传感器的角度调整信息：角度调整信息即相对于X轴正方向的夹角φ，角φ可通过点B与点C的坐标计算得到，计算公式计算得到角φ的范围为0°～180°，该角度只能覆盖180°范围，而光学传感器实际工作时，最大可覆盖360°范围，因此需要进一步区分：当y2-y1＞0时，为xy坐标轴中一、二象限所覆盖的180°范围，当y2-y1＜0时，为xy坐标轴中三、四象限所覆盖的180°范围，最终可获得360°覆盖范围的角度信息；光学传感器在部署时要求竖直于水平面放置，因此不需要加入俯仰修正，但在部署时光学传感器的0°方向不一定会与x轴正反向一致，因此需要加入设备部署时光学传感器相对于x轴正方向的夹角α，得到光学传感器所需调整到的角度值(φ+α)，该角度值可使用相关指令发送至光学传感器内，进行方向角调整；3)计算光学传感器的俯仰调整信息：俯仰调整信息即相对于水平面的夹角θ，角θ可通过点B与点C的坐标计算得到，计算公式计算得到角θ的范围为-90°～+90°，即为光学传感器所需调整到的，相对于水平面的夹角，由于光学传感器在部署时要求竖直于水平面放置，因此该数值可使用相关指令发送至光学传感器内，进行俯仰角调整；4)计算光学传感器的焦距调整信息：焦距调整信息即光学传感器相对于被测目标的距离s，距离s可通过点B与点C的坐标计算得到，计算公式计算得到的距离范围为0至雷达最远探测距离，焦距调整参数与目标距离并无具体的计算公式，可根据传感器的分辨率、镜头视场角、需要观察环境范围等信息进行综合考虑，得到的焦距调整信息即可使用相关指令发送至光学传感器内，进行焦距调整；该计算方法为多种计算方法中的一种，控制器计算得到的方向调整信息、俯仰调整信息、焦距调整信息，在实际使用中，某些场合下可能并不需要改变其中的某项或某几项参数，即该参数在工作时为定值，在部署时即由安装人员设置好，或在实际使用中，由维护人员进行特定的调整工作；探测系统在工作时，所有联动工作都是由联动控制器自动完成的，计算工作及指令收发工作带来的延时很低，可以确保光学传感器控制的实时性；同时，联动控制器会针对每一个探测雷达发现的目标，控制光学传感器进行图像确认，因此探测系统不会遗漏任何一个目标，并且，探测雷达、光学控制器、联动控制器均可以实现全天候不间断工作，确保系统的对目标探测的可靠性。本专利技术具有如下有益的效果：本专利技术设计合理，使用方便，将雷达与光学传感的优势进行结合，根据雷达获取到的广域精确位置信息，系统会自动控制光学传感器调整姿态对准目标进行图像捕获，提高系统的可靠性、响应速度与自动化程度，尤其在安防监控领域可大幅提高安保工作的效率。附图说明图1为本专利技术的探测雷达与控制器前视结构示意图；图2为本专利技术的探测雷达与控制器后视结构示意图；图3为本专利技术的探测雷达与控制器俯视结构示意图；图4为本专利技术的光学探测器的仰视结构示意图；图5为本专利技术的光学探测器的前视结构示意图；图6为本专利技术的光学探测器的侧视结构示意图；图7为本专利技术的装配前视结构示意图；图8为本专利技术的装配后视结构示意图；图9为本专利技术的联动传感器参数计算示意图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术作进一步的说明：如图1-图9所示，一种雷达与光学联动的目标探测系统，包括控制器、探测雷达7和光学探测器，设备中同时包含雷达与光学传感器，并增加控制器用于联动功能，探测雷达包括收发天线、信号收发系统、信号处理系统3和通讯接口，收发天线设置在雷达天线罩1内部，雷达天线罩1连接光学设备连接器2，信号收发系统连接信号处理系统3和收发天线，光学探测器包括光学传感器镜头4、光学设备控制口5和光学传感器转动单元6，光学探测器设置有光学传感器镜头4，光学探测器设置有光学设备控制口5，光学传感器转动单元设置在光学传感器镜头6和光学设备控制口5之间，控制器包括控制单元，雷达设备接口和光学传感器接口。控制器通过控制接口连接光学传感器，控制器通过通讯接口连接探测雷达。控制器可以是独立的设备，也可以集成在雷达或光学传感器内部。雷达天线罩内部有雷达收发信号所需要的天线。探测雷达连接有雷达俯仰角度调整装置8。光学设备控制口或为光学设备数据口。光学探测器为多种探测器中的一种，其部署方式和各部件的相对位置是不固定的。光学探测器为多种探测器中的一种本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种雷达与光学联动的目标探测系统，包括控制器、探测雷达和光学探测器，其特征在于：设备中同时包含雷达与光学传感器，并增加控制器用于联动功能，探测雷达包括收发天线、信号收发系统、信号处理系统和通讯接口，收发天线设置在雷达天线罩内部，信号收发系统连接信号处理系统和收发天线，光学探测器包括光学传感器镜头、光学设备控制口和光学传感器转动单元，光学探测器设置有光学传感器镜头，光学探测器设置有光学设备控制口，光学传感器转动单元设置在光学传感器镜头和光学设备控制口之间，控制器包括控制单元，雷达设备接口和光学传感器接口。

【技术特征摘要】
1.一种雷达与光学联动的目标探测系统，包括控制器、探测雷达和光学探测器，其特征在于：设备中同时包含雷达与光学传感器，并增加控制器用于联动功能，探测雷达包括收发天线、信号收发系统、信号处理系统和通讯接口，收发天线设置在雷达天线罩内部，信号收发系统连接信号处理系统和收发天线，光学探测器包括光学传感器镜头、光学设备控制口和光学传感器转动单元，光学探测器设置有光学传感器镜头，光学探测器设置有光学设备控制口，光学传感器转动单元设置在光学传感器镜头和光学设备控制口之间，控制器包括控制单元，雷达设备接口和光学传感器接口。2.根据权利要求1所述的一种雷达与光学联动的目标探测系统，其特征在于：所述的控制器通过控制接口连接光学传感器，控制器通过通讯接口连接探测雷达。3.根据权利要求1所述的一种雷达与光学联动的目标探测系统，其特征在于：所述的控制器可以是独立的设备，也可以集成在雷达或光学传感器内部。4.根据权利要求1所述的一种雷达与光学联动的目标探测系统，其特征在于：所述的雷达天线罩内部有雷达收发信号所需要的天线。5.根据权利要求1所述的一种雷达与光学联动的目标探测系统，其特征在于：所述的探测雷达连接有雷达俯仰角度调整装置。6.根据权利要求1所述的一种雷达与光学联动的目标探测系统，其特征在于：所述的光学设备控制口或为光学设备数据口。7.根据权利要求1所述的一种雷达与光学联动的目标探测系统，其特征在于：所述的光学探测器为多种探测器中的一种，其部署方式和各部件的相对位置是不固定的。8.根据权利要求1所述的一种雷达与光学联动的目标探测系统，其特征在于：所述的光学探测器为多种探测器中的一种，其探测范围和探测指标是不固定的。9.根据权利要求1所述的一种雷达与光学联动的目标探测系统，其特征在于：所述的雷达为多种雷达中的一种，其各部件的相对位置是不固定的。10.根据权利要求1所述的一种雷达与光学联动的目标探测系统，其特征在于：所述的雷达为多种雷达中的一种，其各部件能够针对不同场合做相应的减少或增加。11.一种雷达与光学联动的目标探测系统，其特征在于：还包括控制器的一种计算方法：在控制器中，所有设备及目标当前的位置均处于同一个直角坐标系中，包含x，y，z三个维度的坐标，以表示其当前所在的位置，A、B、C单个点分别为探测雷达、光学传感器、被测目标，点A坐标为(x0，y0，z0)，点B坐标为(x1，y1，z1)，点C坐标为(x2，y2，z2)，在部署过程中，探测雷达及光学传感器的坐标可通过人工测量或设备自动获取，及点A和点B的坐标已知，当雷达探测到目标时，联动控制器会通过x个步骤得到光学传感器调整所需...

【专利技术属性】
技术研发人员：夏金艳，董晓波，赵刚，王孟涛，其他发明人请求不公开姓名，
申请(专利权)人：西安艾索信息技术有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西,61