[发明专利]火炮快速自动瞄准装置

权利要求书

1.一种火炮快速自动瞄准装置，其特征在于：包括全方位视觉传感器、嵌入式系统、潜望式瞄准驱动单元和潜望式瞄准机械装置；用于获取战车周围全景视频图像全方位视觉传感器固定在战车的外部火炮炮塔顶上；所述的嵌入式系统与所述的全方位视觉传感器连接，所述的嵌入式系统与所述的潜望式瞄准机械装置的视频图像接口连接，所述的嵌入式系统连接所述的潜望式瞄准驱动单元；所述的潜望式瞄准驱动单元用于接收来自所述的嵌入式系统的串口控制信号，并驱动所述的潜望式瞄准机械装置使得潜望镜能清晰获得攻击对象目标图像；

所述的全方位视觉传感器用于拍摄战车周围的全景视频图像，包括摄像单元、一次折反射镜面、二次折反射镜面、广角镜头和外罩，空间上的一个光源点P的入射光V1在所述的一次折反射镜面(t1，F₁)点上进行反射，反射光V2反射到所述的二次折反射镜面(t2，F₂)点上再进行反射，反射光V3以角度θ1进入摄像单元的镜头，在所述的摄像单元上成像；

所述的潜望式瞄准驱动单元包括内置解码器，其解码器控制协议对所述的潜望式瞄准机械装置进行控制，当所述的潜望式瞄准驱动单元接收到串口控制信号后，对串口控制信号进行解析，并将解析的命令转换成相应的能够驱动所述的潜望式瞄准机械装置转动的控制电压，最后将控制电压传递给所述的潜望式瞄准机械装置以控制所述的潜望式瞄准机械装置中的水平方向转动电机、垂直方向转动电机的转动、潜望镜镜头的调焦及停止操作。

2.如权利要求1所述的火炮快速自动瞄准装置，其特征在于：所述的潜望式瞄准机械装置包括转轴、第一电机、第一齿轮、第二电机、第二齿轮、第三齿轮、潜望镜和固定架，作垂直旋转的第一电机驱动第一齿轮旋转，第一齿轮与转轴上的外齿轮啮合，转轴通过第一电机驱动在垂直平面内做旋转运动，垂直旋转控制参数是由入射角Ф确定的；作水平旋转的机械装置安置在固定架上，固定架与转轴的外壁固定连接，第一电机带动固定架在垂直平面内做旋转运动；固定架上同时固定第二电机、第二齿轮、第三齿轮以及潜望镜，第三电机驱第二动齿轮在固定架平面内做旋转运动，第二齿轮与第三齿轮啮合，第三齿轮的上部固定潜望镜，第二电机带动潜望镜在固定架平面内做旋转运动，水平旋转控制参数是由方位角β确定；潜望内配置有调焦控制装置，焦距控制参数是由焦距ζ确定的；

将所述的全方位视觉传感器获得的全景视频图像划分成若干个小区域，每个小区域都对应着潜望式瞄准装置的某一对方位角、入射角和焦距的三个控制参数，其中，方位角信息用于控制潜望式瞄准装置的水平旋转电机的转动角度，入射角信息用于控制潜望式瞄准装置的垂直旋转电机的转动角度，焦距用于控制潜望镜的焦距；当炮手点击全景视频图像中某一个区域时，自动读取该区域所对应的方位角、入射角和焦距的三个控制参数。

3.如权利要求1或2所述的火炮快速自动瞄准装置，其特征在于：所述瞄准装置还包括触摸显示屏，所述的嵌入式系统通过GPIO接口控制所述的触摸显示屏，所述的触摸显示屏用于显示战车周围全景视频图像和攻击对象目标的局部视频图像、用于提供给炮手发现可疑攻击对象目标和确认攻击对象目标的人机接口，用于为炮手提供控制手段来为所述的潜望式瞄准机械装置来瞄准攻击对象目标。

4.如权利要求3所述的火炮快速自动瞄准装置，其特征在于：所述嵌入式系统中，当炮手在触摸显示屏的全景图上发现了一个可疑射击目标，炮手通过点击可疑射击目标，在点击时所述的嵌入式系统自动获取该全景图像上的点击处的像素点的坐标值，根据全景视频图像与局部视频图像之间建立特定的映射关系，得到该像素点所对应的空间上的物理坐标，即该像素点所对应的方位角、入射角和焦距值，完成可疑攻击对象目标的粗瞄准；接着通过所获得的参数控制转动潜望镜拍摄可疑射击目标得到右边的局部视频图像，通过局部视频图像炮手进一步确认是否是攻击射击目标，炮手根据瞄准线与攻击射击目标之间的位置关系，通过调整按钮使得瞄准线正好瞄准射击目标，完成攻击对象目标的精瞄准；当炮手对准射击目标后按下启动按钮时，火炮的火控计算机计算出射击诸元，传输给火炮和炮塔传动装置。

5.如权利要求3所述的火炮快速自动瞄准装置，其特征在于：所述调整按钮包括：用以控制水平方向转动第二电机向左转动的第一按钮，用以控制水平方向转动第二电机向右转动的第二按钮，用以控制垂直方向转动第一电机向上转动的第三按钮，用以控制垂直方向转动电机向下转动的第四按钮，用以控制潜望镜的焦距增大的第五按钮，用以控制潜望镜的焦距减小的第五按钮。