[發(fā)明專利]岸島觀測系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810971908.5
• 申請日: 2018-08-24
• 公開（公告）號: CN110858892B
• 公開（公告）日: 2021-07-16
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 孟祥;張福欣;陳凱;陳文博;夏濤;秦剛;王哲;楊延軍;黃殿升;王凌;潘璠;王雙;王世昌;陳仁濤
• 申請（專利權(quán)）人: 中國電子科技集團(tuán)公司第二十七研究所
• 主分類號: H04N7/18
• 分類號: H04N7/18;G06T7/292
• 代理公司: 工業(yè)和信息化部電子專利中心 11010
• 代理人: 李勤媛

1.一種岸島觀測系統(tǒng)，其特征在于，包括：一體化球形光電轉(zhuǎn)塔和本地顯示控制計算機(jī)，其中，所述一體化球形光電轉(zhuǎn)塔包括：球形二維伺服轉(zhuǎn)臺裝置、以及集成在球形二維伺服轉(zhuǎn)臺上的可見光攝像機(jī)、紅外熱像儀、激光照明器、信息處理器和網(wǎng)絡(luò)通信組件：

球形二維伺服轉(zhuǎn)臺裝置，包括伺服轉(zhuǎn)臺和伺服控制器，伺服轉(zhuǎn)臺在伺服控制器的控制下進(jìn)行目標(biāo)跟蹤監(jiān)視過程的視軸運(yùn)動的控制；

可見光攝像機(jī)，用于進(jìn)行可見光波段背景與目標(biāo)的成像；

紅外熱像儀，用于獲取目標(biāo)與背景的紅外輻射信息，完成光電轉(zhuǎn)換，形成紅外目標(biāo)原始圖像數(shù)據(jù)，并將其存儲于外部存儲器中，同時接收上級火控系統(tǒng)功能指令，完成目標(biāo)捕獲與跟蹤，實時測量并反饋目標(biāo)角偏差，進(jìn)行連續(xù)調(diào)焦，實現(xiàn)遠(yuǎn)近目標(biāo)探測和測量；

激光照明器，用于夜間可見光成像探測的輔助照明，實現(xiàn)近距離夜視；

信息處理器，與所述可見光攝像機(jī)、紅外熱像儀、激光照明器、以及球形二維伺服轉(zhuǎn)臺裝置連接，用于進(jìn)行雙波段圖像數(shù)據(jù)處理、目標(biāo)檢測、跟蹤測量、綜合處理與數(shù)據(jù)接口適配；

網(wǎng)絡(luò)通信組件，包括與所述可見光攝像機(jī)、以及紅外熱像儀連接的視頻編碼器，以及與所述信息處理器連接的以太網(wǎng)交換機(jī)，具體用于通過視頻編碼器完成視頻圖像的壓縮傳輸，通過以太網(wǎng)交換機(jī)進(jìn)行系統(tǒng)數(shù)據(jù)和指揮控制指令數(shù)據(jù)路由以及與外部系統(tǒng)信息交互；

本地顯示控制計算機(jī)，用于通過以太網(wǎng)交換機(jī)與所述一體化球形光電轉(zhuǎn)塔相連，進(jìn)行本地綜合顯示、指揮控制和數(shù)據(jù)管理；

球形二維伺服轉(zhuǎn)臺裝置具體包括：

光電編碼器，用于實現(xiàn)位置閉環(huán)控制功能，作為位置和跟蹤回路的前饋傳感器，利用前饋控制技術(shù)，保證系統(tǒng)的伺服控制精度及目標(biāo)高速穩(wěn)定跟蹤時的性能；

電流傳感器，直接接入電機(jī)線上，用于實現(xiàn)電流到數(shù)字信號的轉(zhuǎn)換，經(jīng)由FPGA組成的計數(shù)電路即可獲得電流的物理量；

控制電路，包括各種傳感器信號的采集電路、專用控制處理器、存儲器和驅(qū)動電路，用于根據(jù)上位機(jī)送來指令信息以及控制電路采集到的各種信號，并結(jié)合選定的控制算法和策略，計算出相應(yīng)的控制信號，驅(qū)動轉(zhuǎn)臺執(zhí)行手動或自動搜索、跟蹤功能；

采用多回路數(shù)字變換控制方案，其數(shù)字閉環(huán)控制器包括電流環(huán)、速度環(huán)和位置環(huán)三部分：

電流環(huán)設(shè)計采用閉環(huán)設(shè)計，采用將輸出電流以閉環(huán)的形式接入的方式，確保控制系統(tǒng)的電流穩(wěn)定性，從而增強(qiáng)系統(tǒng)性能，電流環(huán)反饋部分，是由線性電流傳感器來完成的，在對電流環(huán)中的電流進(jìn)行反饋控制的過程中，反饋電流信號；

速度環(huán)設(shè)計成閉環(huán)結(jié)構(gòu)，將速度值通過直流測速電機(jī)反饋回來，電機(jī)的轉(zhuǎn)速是由FPGA輸出的PWM脈沖提供的，為速度給定，而在反饋時的速度信號是通過直流測速電機(jī)所獲得的脈沖信號通過換算得到的，這一反饋回來的速度值和速度環(huán)的輸入值即速度給定值相對比，所產(chǎn)生的差值通過速度環(huán)的PID控制算法進(jìn)行調(diào)節(jié)，其經(jīng)過環(huán)內(nèi)PID調(diào)節(jié)輸出的量直接就是電流環(huán)給定，最后將此調(diào)節(jié)值通過測速電機(jī)上傳給DSP；

位置環(huán)采用閉環(huán)結(jié)構(gòu)，將DSP所產(chǎn)生的位置預(yù)期作為位置環(huán)的輸入，通過光電編碼器將力矩電機(jī)的位置信號反饋回來，使反饋的脈沖信號和原有輸入的脈沖信號相比較，將比較出的差值在位置環(huán)中進(jìn)行模糊控制算法的調(diào)節(jié)，最后輸出的調(diào)節(jié)值為速度環(huán)的給定值。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，本地顯示控制計算機(jī)具體用于：

在無偵候條件下，設(shè)置掃描監(jiān)視模式，自動對既定空域以固定的速度掃描監(jiān)視，實時記錄監(jiān)視場景；

在收到外部引導(dǎo)信息時，設(shè)置為跟蹤監(jiān)視模式，調(diào)轉(zhuǎn)伺服系統(tǒng)在指定空域搜索目標(biāo)，發(fā)現(xiàn)目標(biāo)后捕獲目標(biāo)進(jìn)行連續(xù)跟蹤、測量，將測量結(jié)果和圖像數(shù)據(jù)報送上級系統(tǒng)；

設(shè)置為測試標(biāo)校模式，進(jìn)行系統(tǒng)零位標(biāo)校、紅外輻射定標(biāo)與參考靶標(biāo)錄入，進(jìn)行伺服零位校準(zhǔn)、海平面位置校準(zhǔn)和光軸一致性校準(zhǔn)。