專利名稱：具有激光眩目功能的船用光電跟蹤監(jiān)視裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種船用安全防衛(wèi)裝置，尤其涉及一種基于光電系統(tǒng)的船用跟蹤 監(jiān)視激光防衛(wèi)裝置。
背景技術：
近年來，海盜活動日益猖獗，這種行為已經(jīng)嚴重威脅到世界航運和海上安全。與古 代的海盜相比，現(xiàn)代海盜的武器裝備更多更先進，有刀、槍、手榴彈和火箭發(fā)射器，甚至裝備 有肩扛式導彈，海盜船就靠這些武器足以對付手無寸鐵的商船。為對付海盜，各國商船配備 了一些法律許可的防海盜裝置，一旦遇險，可以想辦法支撐，等待軍艦救援。這些防海盜自 衛(wèi)裝置主要有防海盜高壓水槍，船員在甲板上手持這種水槍對著試圖登船的海盜，可在短 時間內守住船舷，將海盜沖入海中；紅外夜視儀，海盜一般是乘夜色對商船發(fā)起攻擊，因此 在商船的左右船舷上裝上多臺紅外熱像儀，值班員可隨時發(fā)現(xiàn)試圖用軟梯悄悄登船偷襲的 海盜；還有高壓電防護網(wǎng)和連發(fā)弩箭等等；除了上述幾種防海盜自衛(wèi)裝置以外，目前利用 便攜式激光致眩器防衛(wèi)海盜也是一種新興的海上防衛(wèi)方式，其主要是在受到海盜攻擊時利 用非致命性激光束使之致眩而暫時失能、卻又能避免對眼睛造成永久性損傷。然而，上面各種防海盜自衛(wèi)裝置各自單獨在商船上使用時卻容易受氣候和環(huán)境條 件限制，無法全天候工作；其次，各裝置之間不能快速協(xié)調工作，使得日常觀察和自衛(wèi)行為 不能有效配合，特別是發(fā)行險情需要到艙外防衛(wèi)時很容易受到海盜的攻擊；最后，由于商船 在海上航行時總是搖晃的，特別是風浪大的時候船搖幅度大，上述裝置很難瞄準并有效防 衛(wèi)。
發(fā)明內容本實用新型所要解決的技術問題是針對上述現(xiàn)有技術存在的不足而提供一種具 有激光眩目功能的船用光電跟蹤監(jiān)視裝置，能夠全天候24小時協(xié)調動作、完全適應海上搖 擺、操作簡單。為了實現(xiàn)上述任務，本實用新型采取如下的技術方案具有激光眩目功能的船用光電跟蹤監(jiān)視裝置，其特征在于包括方位伺服裝置、氣 密俯仰包與俯仰伺服裝置；其中，方位伺服裝置包括方位座、方位軸和與方位坐相連的U型 架；氣密俯仰包通過U型架活動支撐在方位伺服裝置上部；氣密俯仰包與U型架之間通過 俯仰伺服裝置的俯仰軸相連；氣密俯仰包內安裝有可見光CCD攝像系統(tǒng)、紅外熱像儀和激 光眩目器，這三者的光軸方向嚴格平行，并與氣密俯仰包開設的光學玻璃透視窗口相對應。按上述方案，所述的方位伺服裝置還包括方位力矩電機、方位測速機和相應的方 位旋轉變壓器，方位座中安設導電滑環(huán)；所述的俯仰伺服裝置還包括俯仰力矩電機、俯仰測 速機和相應的俯仰旋轉變壓器。按上述方案，所述的具有激光眩目功能的船用光電跟蹤監(jiān)視裝置，其特征在于所 述的方位力矩電機和俯仰力矩電機均為直流力矩電機。[0009]按上述方案，所述的激光眩目器包括一只半導體激光器和激光聚焦鏡頭。所述的帶激光眩目功能的光電跟蹤監(jiān)視裝置的水平轉動角度為0° 360°，俯仰角度為-35° 15°，方位和俯仰運動均由直流力矩電機驅動，方位運動角速度大于 60° /s，角加速度大于80° /s2;俯仰運動角速度大于60° /s，角加速度大于60° /s2為了適應海上搖擺，氣密俯仰包內還安裝有二軸陀螺儀。所述的陀螺的其中一個 軸線方向和俯仰軸的軸線方向平行。按上述方案，所述的C⑶攝像系統(tǒng)、紅外熱像儀和激光眩目器光軸與俯仰軸系方 向相垂直，統(tǒng)一由二軸陀螺儀進行視軸穩(wěn)定。作為進一步優(yōu)選方案，所述的氣密俯仰包充氮氣密封、采用立體化球型結構并經(jīng) 過三防處理。本實用新型的工作原理是該裝置安裝到船甲板上，白天采用可見光攝像機觀察 監(jiān)視海面目標，夜晚或者霧天采用紅外熱像儀監(jiān)視跟蹤商船周邊的?？漳繕耍敯l(fā)現(xiàn)有海 盜船來襲擊商船時，對目標進行圖像鎖定跟蹤，同時使用激光眩目器發(fā)射激光束，使被照射 的對象在一定的距離內暫時致眩，失去空間定位的能力，從而放棄攻擊商船的行動。具體的工作過程是該裝置的可見光攝像機或者紅外熱像儀發(fā)現(xiàn)目標并確定目標 位置；之后，該裝置在計算機控制下捕獲并鎖定跟蹤目標，并引導激光光束發(fā)射控制裝置發(fā) 出致眩光束，由于激光致眩器與可見光攝像機或紅外熱像儀安裝在同一俯仰軸上，所以只 要可見光攝像機或者紅外熱像儀跟蹤上目標，就表明激光致眩器也瞄準了目標。激光致眩 器的發(fā)散角為0. 5 lmrad，這表明在1. OKm處激光光斑直徑大約為0. 5 lm，如果激光光 斑覆蓋不到目標，操控手通過視頻圖像或直視圖像將目標拉進光斑內，擊中目標。本適用新型帶來有益的效果是(1)將激光眩目器搭載在船用光電跟蹤設備上，配載可見光攝像系統(tǒng)、紅外熱像 儀、可以進行全天候24小時觀察監(jiān)視跟蹤目標，特別是在惡劣海況和夜晚，瞄得準，打得 準，威懾力大。(2)采用陀螺穩(wěn)定技術，有效隔離海浪引起的船舶搖擺對觀察監(jiān)視目標效果的影 響，通過力矩電機和測速電機及陀螺儀實現(xiàn)雙閉環(huán)伺服控制，使系統(tǒng)運動精度高、響應動作 快、可控性好，抗干擾能力強等優(yōu)點。(3)操作簡單，發(fā)現(xiàn)目標后在艙內即可實現(xiàn)有效防衛(wèi)。(4)俯仰包采用球型結構，風阻小，結構緊奏，俯仰包充氮氣密封，整體結構采用三 防處理，適應海洋惡劣環(huán)境。

圖1是本實用新型一個實施例總體結構立體圖圖2是本實用新型一個實施例的正剖視圖
具體實施方式
以下結合附圖進一步說明本實用新型實施例，包括方位伺服裝置1，方位伺服裝置 的U型架上安裝俯仰伺服裝置6，俯仰伺服裝置6連接一氣密俯仰包2 ；所述的方位伺服裝 置1包括方位座13、方位軸14和與方位坐13相連的U型架15，方位軸14與方位力矩電機12、方位測速元件10和方位測角元件旋轉變壓器11相配置，并安設傳輸電信號的導電滑環(huán) 9，導電滑環(huán)9用于動態(tài)信號傳送；U型架15和方位座13之間配置有鎖定銷8。所述的俯仰 伺服裝置6包括對應安裝在U型架15兩側之間并與氣密俯仰包相連的俯仰軸17 (附圖標 注不清楚)，俯仰軸的一側配置俯仰力矩電機18，另一側俯仰軸與直流測速電機21和俯仰 測角元件旋轉變壓器22相配置，U型架和俯仰包之間配置有鎖定銷3;俯仰軸線方向與方位 軸線方向相垂直。俯仰伺服裝置6通過俯仰軸17與氣密俯仰包2相聯(lián)結，控制氣密俯仰包 2的俯仰旋轉，同時隨方位伺服裝置1的方位轉動而轉動變位，完成兩個相互垂直方向的回 轉運動。氣密俯仰包2呈球形，開設三個透視窗口 紅外熱像儀窗口 7、可見光CXD攝像窗 口 4和激光炫目器窗口 5，在氣密俯仰包2內安裝有可見光攝像機19、紅外熱像儀16和激 光炫目器20，可見光攝像機的鏡頭光軸、紅外熱像儀鏡頭光軸和激光炫目器三者光軸方向 嚴格平行一致，并與氣密俯仰包開設的光學透視窗口 4、7、5相對應，并且三者光軸與俯仰 伺服裝置的俯仰軸線方向相垂直。具體實施過程中，主要傳感器的選型要求為可見光CXD攝像機可選用彩色/黑白一體化攝像機，要求在黑白狀態(tài)下，攝像機 靈敏度0. OlLux, 1/2”靴面，彩色模式分辨率480線以上，黑白模式分辨率570線以上，信噪 比彡50dB。選用焦距大于300mm，口徑大于IOOmm的自動光圈電動變倍和調焦鏡頭。紅外熱像儀選用非制冷焦平面紅外熱像儀，光譜響應8 14 μ m，靈敏度80mK， 320X240像素，標準PAL圖像制式輸出。配置的紅外鏡頭要求焦距大于100mm，口徑大于 100mm,電動變焦。激光眩目器選用輸出功率大于15W，激光波長為808nm，激光發(fā)散角度為0. 5 lmrad，在1. OKm處激光光斑直徑大約為0. 5 lm。
權利要求一種具有激光眩目功能的船用光電跟蹤監(jiān)視裝置，其特征在于包括方位伺服裝置、氣密俯仰包與俯仰伺服裝置；其中，方位伺服裝置包括方位座、方位軸和與方位坐相連的U型架；氣密俯仰包通過U型架活動支撐在方位伺服裝置上部；氣密俯仰包與U型架之間通過俯仰伺服裝置的俯仰軸相連；氣密俯仰包內安裝有可見光CCD攝像系統(tǒng)、紅外熱像儀和激光眩目器，三者的光軸方向平行且與氣密俯仰包開設的光學玻璃透視窗口相對應。
2.根據(jù)權利要求1所述的具有激光眩目功能的船用光電跟蹤監(jiān)視裝置，其特征在于所 述的方位伺服裝置還包括方位力矩電機、方位測速機和相應的方位旋轉變壓器，方位座中 安設導電滑環(huán)；所述的俯仰伺服裝置還包括俯仰力矩電機、俯仰測速機和相應的俯仰旋轉 變壓器。
3.根據(jù)權利要求2所述的具有激光眩目功能的船用光電跟蹤監(jiān)視裝置，其特征在于所 述的方位力矩電機和俯仰力矩電機均為直流力矩電機。
4.根據(jù)權利要求3所述的具有激光眩目功能的船用光電跟蹤監(jiān)視裝置，其特征在于所 述的激光眩目器包括一只半導體激光器和激光聚焦鏡頭。
5.根據(jù)權利要求4所述的具有激光眩目功能的船用光電跟蹤監(jiān)視裝置，其特征在于所 述的氣密俯仰包內還安裝有二軸陀螺儀。
6.根據(jù)權利要求4或5所述的具有激光眩目功能的船用光電跟蹤監(jiān)視裝置，其特征在 于所述的CCD攝像系統(tǒng)、紅外熱像儀和激光眩目器三者的光軸方向與俯仰軸軸線方向相垂 直，并統(tǒng)一由二軸陀螺儀進行視軸穩(wěn)定。
7.根據(jù)權利要求6所述的具有激光眩目功能的船用光電跟蹤監(jiān)視裝置，其特征在于所 述的二軸陀螺儀的其中一個軸線的方向和俯仰軸軸線方向平行。
8.根據(jù)權利要求7所述的具有激光眩目功能的船用光電跟蹤監(jiān)視裝置，其特征在于所 述的氣密俯仰包采用立體化球型結構、充氮氣密封。
9.根據(jù)權利要求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電跟 蹤監(jiān)視裝置，其特征在于該裝置的方位水平運動角度范圍為0° 360°、方位水平運動角 速度為60° /s、方位水平運動角加速度為80° /s2;俯仰運動角度范圍為-35° 15°，俯 仰運動角速度為60° /s，俯仰角加速度為60° /s2。
專利摘要本實用新型公開了一種具有激光眩目功能的船用光電跟蹤監(jiān)視裝置，包括有與船體頂甲板相連接的方位座，U型支架和球型俯仰包，其特征在于球型俯仰包內裝有電視攝像機、紅外熱像儀、激光眩目器和陀螺儀，電視攝像機、紅外熱像儀和激光眩目器三者的光學鏡頭光軸指向相同，并與氣密俯仰包開設的透視窗口相對應，通過方位座和俯仰包內的伺服電機和陀螺儀進行穩(wěn)定控制。本實用新型不僅具有全方位、全天候24小時遠距離圖像觀察、自動跟蹤和監(jiān)視目標功能，而且可以根據(jù)海上自衛(wèi)需要發(fā)射致眩激光束，特別適合安裝到遠洋商船和公務執(zhí)法船上。
文檔編號B63B59/00GK201619679SQ20102010702
公開日2010年11月3日 申請日期2010年1月29日 優(yōu)先權日2010年1月29日
發(fā)明者周宏明, 朱國璋, 陳勇軍, 陳宏利 申請人:武漢華之洋光電系統(tǒng)有限責任公司