[发明专利]基于步进电机的双光谱观测仪视场同步控制系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于步进电机的双光谱观测仪视场同步控制系统及方法，更具体的说，尤其涉及一种根据两成像系统的变倍值和聚焦值具有一致对应关系来进行同步调节的基于步进电机的双光谱观测仪视场同步控制系统及方法。 

背景技术

随着监控行业的发展，不同环境下，不同的光谱成像呈现出各自的优势。在昼间观测时，可见光成像具备像素高、色彩全、分辨能力强等优势；在夜间观测时，红外成像具备探测距离远，隐蔽性强，可穿透烟雾、雨雪等恶劣环境等特点。单一的光谱成像监控系统，已经满足不了越来越复杂的应用环境要求。双光谱观测仪可以实现双光谱同时成像，将可见光成像与红外成像的优势集成为一体，可实现24小时昼夜监控。已经出现带预置位设置和调用功能的变焦红外热像仪及方法(专利申请号为201210531032.5)，配合载重云台，可实现对不同场景、不同目标的巡航监控，无需人工调节，即可实现对不同监控目标的清晰成像，方便高效。目前的双光谱成像系统中，在观测场景或目标变化时，需要对不同光谱的镜头分别进行控制，才能达到相同的视场，工作效率低，调节时间长，视场同步效果不够准确。 

发明内容

本发明为了克服上述技术问题的缺点，提供了一种基于步进电机的双光谱观测仪视场同步控制系统及方法。

本发明的基于步进电机的双光谱观测仪视场同步控制系统，包括红外成像系统、可见光成像系统以及用于变倍、聚焦和采集成像数据的控制电路，所述红外成像系统和可见光成像系统均由变倍镜组、聚焦镜组、变倍电机和聚焦电机组成，红外成像聚焦镜组的后端设置有红外成像探测器组件，可见光聚焦镜组的后端设置有可见光摄像机；其特别之处在于：变倍电机和聚焦电机上分别设置有对其转动步数进行检测的变倍编码器和聚焦编码器；控制电路通过变倍编码器和聚焦编码器获取红外成像系统和可见光成像系统的变倍、聚焦信息，并通过变倍电机、聚焦电机驱使其进行变倍和聚焦，使得红外成像系统和可见光成像系统的视场同步。

可见光用于昼间成像，可获取目标清晰的可见光图像；红外成像系统用于夜间或低光照条件下的成像，可获取目标的红外热图。控制电路具有采集、运算和控制作用。通过变倍电机对变倍镜组的驱使，可实现可见光和红外成像系统的变倍作用，通过聚焦电机对聚焦镜组的驱使，可实现可见光和红外成像系统的聚焦作用。红外成像探测器组件和可见光摄像机用于将接收到的图像光信号转化为模拟电信号，输出至控制电路中。

在双光谱观测仪处于红外图像（或可见光图像）采集状态且画面聚焦清晰时，通过获取红外成像系统（或可见光成像系统）的变倍、聚焦数值，来调节可见光成像系统（或红外成像系统）的变倍、聚焦值，使可见光图像系统与红外成像系统的视场相匹配，在可见光成像和红外成像切换时，无需再变倍和聚焦，即可获取清晰的可见光图像和红外图像。

本发明的基于步进电机的双光谱观测仪视场同步控制系统，在红外成像系统和可见光成像系统的视场同步过程中，控制电路首先获取当前成像系统的变倍值、聚焦值，并根据变倍值确定出当前成像系统的视场角，由视场角确定出待调节成像系统的变倍值；控制电路由当前成像系统的聚焦值确定出待调节成像系统的聚焦值，根据求出的变倍值、聚焦值对待调节成像系统进行调节，实现红外成像系统和可见光成像系统视场的同步。

本发明的基于步进电机的双光谱观测仪视场同步控制系统，所述控制电路由主控制器和EEPROM存储器组成，可见光摄像机和红外热成像探测器的模拟视频信号输出端与主控制器的输入端相连接；变倍电机和聚焦电机的控制端与主控制器的输出端相连接，变倍编码器和聚焦编码器的输出端与主控制器的输入端相连接。

本发明的基于步进电机的双光谱观测仪视场同步控制系统，所述主控制器通过RS485总线和PAL制模拟视频信号线连接有上位机；上位机用于接收和存储图像和视频数据，并通过主控制器控制可见光成像系统和红外成像系统进行变倍和聚焦。

本发明的基于步进电机的双光谱观测仪视场同步控制系统，所述变倍电机和聚焦电机均采用步进电机。