測裝置5、導引捕捉激光器6、導引捕捉光束準直鏡頭7、中央控制器8、平臺光電探測裝置9、密封艙體10、云臺11和電光調制器12組成；超聲波水聲定位裝置I固定安裝在水下潛器上，位置解算及控制單元2、對接激光器3、對接光束準直鏡頭4、潛器光電探測裝置5和電光調制器12封裝在水下潛器艙體的正前方，對接激光器3、電光調制器12和對接光束準直鏡頭4由內向外依次固定安裝，各光軸在同一軸線上，且與潛器光電探測裝置5的光軸平行，位置解算及控制單元2輸出信號完成對對接激光器3和電光調制器12的控制，潛器光電探測裝置5將接收到的光斑信號處理后傳送到位置解算及控制單元2中進行數據解算，最終結果傳送到潛器姿態(tài)控制系統(tǒng)，導引捕捉激光器6、導引捕捉光束準直鏡頭7、中央控制器8和平臺光電探測裝置9封裝在密封艙體10中，導引捕捉光束準直鏡頭7固定安裝在導引捕捉激光器6的前方并與其同軸，且與平臺光電探測裝置9的光軸平行，中央控制器8輸出信號完成對導引捕捉激光器6和云臺11的控制，平臺光電探測裝置9將接收到的光斑信號處理后傳送到中央控制器8進行處理并上傳，密封艙體10固定安裝在云臺11上，云臺11固定安裝在對接平臺上，且在云臺11處于初始位置時，密封艙體10的軸線與對接平臺群口處軸線平行。
[0019]潛器光電探測裝置5為四象限光電探測器。平臺光電探測裝置9為硅帶放大光電探測器。對接激光器3和導引捕捉激光器6均為藍光光源激光器。對接光束準直鏡頭4的視場角大于等于導引捕捉光束準直鏡頭7的視場角。
[0020]當水下潛器需要與對接平臺對接時，水下潛器通過超聲波水聲定位裝置I確定對接平臺的大體水下位置，開啟動力裝置不斷向對接平臺靠近，當超聲波定位裝置I檢測到水下潛器進入激光導引區(qū)域時，位置解算及控制單元2控制對接激光器3，使其沿航行方向開啟激光告警信號，對接平臺上的云臺11在中央控制器8的控制下帶動平臺光電探測裝置9按預定軌跡搜尋對接激光器3發(fā)出的激光告警信號，當搜尋到時，導引捕捉激光器6發(fā)出激光導引信號，由于對接光束準直鏡頭4的視場角大于等于導引捕捉光束準直鏡頭7的視場角，故潛器光電探測裝置5 —定可以接收到激光導引信號，潛器光電探測裝置5可通過該信號在其成像面上的位置產生相對于該激光導引信號的偏離角度，位置解算及控制單元2對該信號進行處理后，傳輸到水下潛器姿態(tài)控制系統(tǒng)來控制潛器的姿態(tài)向激光導引信號逼近；與此同時，對接平臺上的云臺11在中央控制器8的控制下帶動導引捕捉激光器6和平臺光電探測裝置9向其初始位置緩慢回位，水下潛器不斷調整姿態(tài)來逼近激光導引信號，當云臺11回到初始位置時，水下潛器也被導引到對接平臺群口處軸線方向上，水下潛器繼續(xù)沿激光導引信號向前運動，直到進入對接平臺實現對接，位置解算及控制單元2控制電光調制器12將對接激光器3發(fā)出的激光信號調制為通信信號，開始通信，平臺光電探測裝置9可根據接收到的激光信號生成對應的電信號，中央控制器8對該電信號進行處理后，得到水下潛器所發(fā)的通信內容，直到水下潛器通信內容發(fā)送完畢。
[0021]須陳明，以上所述乃是本發(fā)明的較佳實施例，若以本發(fā)明的構想所作的改變，其產生的功能作用仍未超出說明書與圖示所涵蓋的精神時，均應在本發(fā)明的范圍內。
【主權項】
1.一種用于水下潛器對接的激光導引與通信裝置，包括超聲波水聲定位裝置(1)，所述超聲波水聲定位裝置(I)固定安裝在水下潛器上，用于定位對接平臺的位置，其特征在于:還包括: 潛器端激光收發(fā)裝置，固定封裝在水下潛器艙體正前方，所述潛器端激光收發(fā)裝置包括:位置解算及控制單元(2)、對接激光器(3)、對接光束準直鏡頭(4)、潛器光電探測裝置(5)和電光調制器(12);所述對接激光器(3)、電光調制器(12)和對接光束準直鏡頭(4)由內向外依次固定安裝且共光軸；所述位置解算及控制單元(2)用于控制對接激光器(3)和電光調制器(12);所述潛器光電探測裝置(5)與對接激光器(3)的光軸平行，用于將接收到的光斑信號傳送到位置解算及控制單元(2);所述位置解算及控制單元(2)將接收到的數據傳送到潛器姿態(tài)控制系統(tǒng)；以及， 平臺端激光收發(fā)裝置，用于與水下潛器的導引與通信，所述平臺端激光收發(fā)裝置包括:云臺(11)、導引捕捉激光器￠)、導引捕捉光束準直鏡頭(7)、中央控制器(8)、平臺光電探測裝置(9)和密封艙體(10)，所述密封艙體(10)固定安裝在云臺(11)上，所述密封艙體(10)內封裝有導引捕捉激光器￠)、導引捕捉光束準直鏡頭(7)、中央控制器(8)和平臺光電探測裝置(9);所述導引捕捉光束準直鏡頭(7)固定安裝在導引捕捉激光器￠)的前方且共光軸；所述中央控制器⑶控制導引捕捉激光器(6)和云臺(11);所述平臺光電探測裝置(9)與導引捕捉激光器(6)光軸平行，用于將接收到的光斑信號傳送到中央控制器2.根據權利要求1所述的用于水下潛器對接的激光導引與通信裝置，其特征在于:所述潛器光電探測裝置(5)為四象限光電探測器或圖像傳感器中的一種。3.根據權利要求1所述的用于水下潛器對接的激光導引與通信裝置，其特征在于:所述平臺光電探測裝置(9)為硅帶放大光電探測器。4.根據權利要求1所述的用于水下潛器對接的激光導引與通信裝置，其特征在于:所述對接激光器(3)為藍光光源激光器或綠光光源激光器中的一種。5.根據權利要求1所述的用于水下潛器對接的激光導引與通信裝置，其特征在于:所述導引捕捉激光器(6)為藍光光源激光器或綠光光源激光器中的一種。6.根據權利要求1所述的用于水下潛器對接的激光導引與通信裝置，其特征在于:所述對接光束準直鏡頭(4)的視場角大于等于導引捕捉光束準直鏡頭(7)的視場角。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種激光導引與通信裝置，具體涉及一種用于水下潛器對接的激光導引與通信裝置，其包括超聲波水聲定位裝置，固定安裝在水下潛器上；潛器端激光收發(fā)裝置，固定封裝在水下潛器艙體正前方，包括位置解算及控制單元、對接激光器、對接光束準直鏡頭、潛器光電探測裝置和電光調制器；以及平臺端激光收發(fā)裝置，用于與水下潛器的通信對接，包括云臺和密封艙體。本發(fā)明采用了分別安裝在潛器和對接平臺上的兩束激光作為對接的位置指示手段，采用四象限光電探測器或圖像傳感器和硅帶放大光電探測器雙探測器進行對接與通信，可提高對接的精度，并可實現水下的無線通信。該裝置結構簡單、使用靈活、降低了技術成本，且通用性強。
【IPC分類】G05D1/10
【公開號】CN105182991
【申請?zhí)枴緾N201510330627
【發(fā)明人】溫亞楠, 田維堅, 朱建鑫
【申請人】青島市光電工程技術研究院
【公開日】2015年12月23日
【申請日】2015年6月16日