专利名称：具有激光眩目功能的船用光电跟踪监视装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种船用安全防卫装置，尤其涉及一种基于光电系统的船用跟踪 监视激光防卫装置。
背景技术：
近年来，海盗活动日益猖獗，这种行为已经严重威胁到世界航运和海上安全。与古 代的海盗相比，现代海盗的武器装备更多更先进，有刀、枪、手榴弹和火箭发射器，甚至装备 有肩扛式导弹，海盗船就靠这些武器足以对付手无寸铁的商船。为对付海盗，各国商船配备 了一些法律许可的防海盗装置，一旦遇险，可以想办法支撑，等待军舰救援。这些防海盗自 卫装置主要有防海盗高压水枪，船员在甲板上手持这种水枪对着试图登船的海盗，可在短 时间内守住船舷，将海盗冲入海中；红外夜视仪，海盗一般是乘夜色对商船发起攻击，因此 在商船的左右船舷上装上多台红外热像仪，值班员可随时发现试图用软梯悄悄登船偷袭的 海盗；还有高压电防护网和连发弩箭等等；除了上述几种防海盗自卫装置以外，目前利用 便携式激光致眩器防卫海盗也是一种新兴的海上防卫方式，其主要是在受到海盗攻击时利 用非致命性激光束使之致眩而暂时失能、却又能避免对眼睛造成永久性损伤。然而，上面各种防海盗自卫装置各自单独在商船上使用时却容易受气候和环境条 件限制，无法全天候工作；其次，各装置之间不能快速协调工作，使得日常观察和自卫行为 不能有效配合，特别是发行险情需要到舱外防卫时很容易受到海盗的攻击；最后，由于商船 在海上航行时总是摇晃的，特别是风浪大的时候船摇幅度大，上述装置很难瞄准并有效防 卫。
发明内容本实用新型所要解决的技术问题是针对上述现有技术存在的不足而提供一种具 有激光眩目功能的船用光电跟踪监视装置，能够全天候24小时协调动作、完全适应海上摇 摆、操作简单。为了实现上述任务，本实用新型采取如下的技术方案具有激光眩目功能的船用光电跟踪监视装置，其特征在于包括方位伺服装置、气 密俯仰包与俯仰伺服装置；其中，方位伺服装置包括方位座、方位轴和与方位坐相连的U型 架；气密俯仰包通过U型架活动支撑在方位伺服装置上部；气密俯仰包与U型架之间通过 俯仰伺服装置的俯仰轴相连；气密俯仰包内安装有可见光CCD摄像系统、红外热像仪和激 光眩目器，这三者的光轴方向严格平行，并与气密俯仰包开设的光学玻璃透视窗口相对应。按上述方案，所述的方位伺服装置还包括方位力矩电机、方位测速机和相应的方 位旋转变压器，方位座中安设导电滑环；所述的俯仰伺服装置还包括俯仰力矩电机、俯仰测 速机和相应的俯仰旋转变压器。按上述方案，所述的具有激光眩目功能的船用光电跟踪监视装置，其特征在于所 述的方位力矩电机和俯仰力矩电机均为直流力矩电机。[0009]按上述方案，所述的激光眩目器包括一只半导体激光器和激光聚焦镜头。所述的带激光眩目功能的光电跟踪监视装置的水平转动角度为0° 360°，俯仰角度为-35° 15°，方位和俯仰运动均由直流力矩电机驱动，方位运动角速度大于 60° /s，角加速度大于80° /s2;俯仰运动角速度大于60° /s，角加速度大于60° /s2为了适应海上摇摆，气密俯仰包内还安装有二轴陀螺仪。所述的陀螺的其中一个 轴线方向和俯仰轴的轴线方向平行。按上述方案，所述的C⑶摄像系统、红外热像仪和激光眩目器光轴与俯仰轴系方 向相垂直，统一由二轴陀螺仪进行视轴稳定。作为进一步优选方案，所述的气密俯仰包充氮气密封、采用立体化球型结构并经 过三防处理。本实用新型的工作原理是该装置安装到船甲板上，白天采用可见光摄像机观察 监视海面目标，夜晚或者雾天采用红外热像仪监视跟踪商船周边的海空目标，当发现有海 盗船来袭击商船时，对目标进行图像锁定跟踪，同时使用激光眩目器发射激光束，使被照射 的对象在一定的距离内暂时致眩，失去空间定位的能力，从而放弃攻击商船的行动。具体的工作过程是该装置的可见光摄像机或者红外热像仪发现目标并确定目标 位置；之后，该装置在计算机控制下捕获并锁定跟踪目标，并引导激光光束发射控制装置发 出致眩光束，由于激光致眩器与可见光摄像机或红外热像仪安装在同一俯仰轴上，所以只 要可见光摄像机或者红外热像仪跟踪上目标，就表明激光致眩器也瞄准了目标。激光致眩 器的发散角为0. 5 lmrad，这表明在1. OKm处激光光斑直径大约为0. 5 lm，如果激光光 斑覆盖不到目标，操控手通过视频图像或直视图像将目标拉进光斑内，击中目标。本适用新型带来有益的效果是(1)将激光眩目器搭载在船用光电跟踪设备上，配载可见光摄像系统、红外热像 仪、可以进行全天候24小时观察监视跟踪目标，特别是在恶劣海况和夜晚，瞄得准，打得 准，威慑力大。(2)采用陀螺稳定技术，有效隔离海浪引起的船舶摇摆对观察监视目标效果的影 响，通过力矩电机和测速电机及陀螺仪实现双闭环伺服控制，使系统运动精度高、响应动作 快、可控性好，抗干扰能力强等优点。(3)操作简单，发现目标后在舱内即可实现有效防卫。(4)俯仰包采用球型结构，风阻小，结构紧奏，俯仰包充氮气密封，整体结构采用三 防处理，适应海洋恶劣环境。
图1是本实用新型一个实施例总体结构立体图图2是本实用新型一个实施例的正剖视图
具体实施方式
以下结合附图进一步说明本实用新型实施例，包括方位伺服装置1，方位伺服装置 的U型架上安装俯仰伺服装置6，俯仰伺服装置6连接一气密俯仰包2 ；所述的方位伺服装 置1包括方位座13、方位轴14和与方位坐13相连的U型架15，方位轴14与方位力矩电机12、方位测速元件10和方位测角元件旋转变压器11相配置，并安设传输电信号的导电滑环 9，导电滑环9用于动态信号传送；U型架15和方位座13之间配置有锁定销8。所述的俯仰 伺服装置6包括对应安装在U型架15两侧之间并与气密俯仰包相连的俯仰轴17 (附图标 注不清楚)，俯仰轴的一侧配置俯仰力矩电机18，另一侧俯仰轴与直流测速电机21和俯仰 测角元件旋转变压器22相配置，U型架和俯仰包之间配置有锁定销3;俯仰轴线方向与方位 轴线方向相垂直。俯仰伺服装置6通过俯仰轴17与气密俯仰包2相联结，控制气密俯仰包 2的俯仰旋转，同时随方位伺服装置1的方位转动而转动变位，完成两个相互垂直方向的回 转运动。气密俯仰包2呈球形，开设三个透视窗口 红外热像仪窗口 7、可见光CXD摄像窗 口 4和激光炫目器窗口 5，在气密俯仰包2内安装有可见光摄像机19、红外热像仪16和激 光炫目器20，可见光摄像机的镜头光轴、红外热像仪镜头光轴和激光炫目器三者光轴方向 严格平行一致，并与气密俯仰包开设的光学透视窗口 4、7、5相对应，并且三者光轴与俯仰 伺服装置的俯仰轴线方向相垂直。具体实施过程中，主要传感器的选型要求为可见光CXD摄像机可选用彩色/黑白一体化摄像机，要求在黑白状态下，摄像机 灵敏度0. OlLux, 1/2”靴面，彩色模式分辨率480线以上，黑白模式分辨率570线以上，信噪 比彡50dB。选用焦距大于300mm，口径大于IOOmm的自动光圈电动变倍和调焦镜头。红外热像仪选用非制冷焦平面红外热像仪，光谱响应8 14 μ m，灵敏度80mK， 320X240像素，标准PAL图像制式输出。配置的红外镜头要求焦距大于100mm，口径大于 100mm,电动变焦。激光眩目器选用输出功率大于15W，激光波长为808nm，激光发散角度为0. 5 lmrad，在1. OKm处激光光斑直径大约为0. 5 lm。
权利要求一种具有激光眩目功能的船用光电跟踪监视装置，其特征在于包括方位伺服装置、气密俯仰包与俯仰伺服装置；其中，方位伺服装置包括方位座、方位轴和与方位坐相连的U型架；气密俯仰包通过U型架活动支撑在方位伺服装置上部；气密俯仰包与U型架之间通过俯仰伺服装置的俯仰轴相连；气密俯仰包内安装有可见光CCD摄像系统、红外热像仪和激光眩目器，三者的光轴方向平行且与气密俯仰包开设的光学玻璃透视窗口相对应。
2.根据权利要求1所述的具有激光眩目功能的船用光电跟踪监视装置，其特征在于所 述的方位伺服装置还包括方位力矩电机、方位测速机和相应的方位旋转变压器，方位座中 安设导电滑环；所述的俯仰伺服装置还包括俯仰力矩电机、俯仰测速机和相应的俯仰旋转 变压器。
3.根据权利要求2所述的具有激光眩目功能的船用光电跟踪监视装置，其特征在于所 述的方位力矩电机和俯仰力矩电机均为直流力矩电机。
4.根据权利要求3所述的具有激光眩目功能的船用光电跟踪监视装置，其特征在于所 述的激光眩目器包括一只半导体激光器和激光聚焦镜头。
5.根据权利要求4所述的具有激光眩目功能的船用光电跟踪监视装置，其特征在于所 述的气密俯仰包内还安装有二轴陀螺仪。
6.根据权利要求4或5所述的具有激光眩目功能的船用光电跟踪监视装置，其特征在 于所述的CCD摄像系统、红外热像仪和激光眩目器三者的光轴方向与俯仰轴轴线方向相垂 直，并统一由二轴陀螺仪进行视轴稳定。
7.根据权利要求6所述的具有激光眩目功能的船用光电跟踪监视装置，其特征在于所 述的二轴陀螺仪的其中一个轴线的方向和俯仰轴轴线方向平行。
8.根据权利要求7所述的具有激光眩目功能的船用光电跟踪监视装置，其特征在于所 述的气密俯仰包采用立体化球型结构、充氮气密封。
9.根据权利要求1或2或3或4或5或7或8所述的具有激光眩目功能的船用光电跟 踪监视装置，其特征在于该装置的方位水平运动角度范围为0° 360°、方位水平运动角 速度为60° /s、方位水平运动角加速度为80° /s2;俯仰运动角度范围为-35° 15°，俯 仰运动角速度为60° /s，俯仰角加速度为60° /s2。
专利摘要本实用新型公开了一种具有激光眩目功能的船用光电跟踪监视装置，包括有与船体顶甲板相连接的方位座，U型支架和球型俯仰包，其特征在于球型俯仰包内装有电视摄像机、红外热像仪、激光眩目器和陀螺仪，电视摄像机、红外热像仪和激光眩目器三者的光学镜头光轴指向相同，并与气密俯仰包开设的透视窗口相对应，通过方位座和俯仰包内的伺服电机和陀螺仪进行稳定控制。本实用新型不仅具有全方位、全天候24小时远距离图像观察、自动跟踪和监视目标功能，而且可以根据海上自卫需要发射致眩激光束，特别适合安装到远洋商船和公务执法船上。
文档编号B63B59/00GK201619679SQ20102010702
公开日2010年11月3日 申请日期2010年1月29日 优先权日2010年1月29日
发明者周宏明, 朱国璋, 陈勇军, 陈宏利 申请人:武汉华之洋光电系统有限责任公司