[发明专利]高精度高稳定性光电实时跟踪系统与方法

权利要求书

1.高精度高稳定性光电实时跟踪系统，其特征在于，包括光学舱模块、电子舱模块、操控显示系统模块和电源系统模块；电子舱模块分别与光学舱模块、操控显示系统模块连接，电源系统模块为操控显示系统模块、电子舱模块和光学舱模块供电。

2.如权利要求1所述的高精度高稳定性光电实时跟踪系统，其特征在于，光学舱包括伺服稳定平台和光电探测系统；

伺服稳定平台采用陀螺稳定平台，包括俯仰组件和水平方位组件；俯仰组件包括俯仰轴系、俯仰陀螺部件、俯仰电机部件、俯仰编码器、载架、U型支架和侧盖板，用于实现光学舱的俯仰角度转动，并通过俯仰编码器实时解算出光学舱的俯仰角度；水平方位组件包括水平方位轴系、水平方位电机、水平方位陀螺、水平方位加锁部件、方位壳体，用于实现光学舱的水平方位角度转动，并通过方位编码器实时解算出光学舱的水平方位角度；

光电探测系统位于载架中间，包括红外传感器、电视传感器和激光测距仪；红外传感器通过前端的红外光学镜头接收来自场景的红外波段信息，通过内置的探测器将红外波段信息转化为标准视频信号；电视传感器通过前端的普通光学镜头接受来自场景的可见光波段信息，通过内置的探测器将可见光波段信息转化为标准的视频信号；电视传感器还具备光学连续变焦及电子变倍功能；激光测距仪通过发射激光来测量目标与光电跟踪系统的距离。

3.如权利要求2所述的高精度高稳定性光电实时跟踪系统，其特征在于，电子舱包括计算机综合板、二次电源板、方位加锁机构、母板、图像跟踪板和功放板；

计算机综合板用于伺服稳定平台控制、传感器控制、图像跟踪控制、人机接口通讯以及流程管理；二次电源板包括DC-DC模块和电源滤波器；方位加锁机构安装于电子舱内部，通过涡轮涡杆传动将整个光学舱锁定在一个水平方位角上；母板用于外部电缆输入信号、输入电源与内部电路板的连接；图像跟踪板用于对光学舱已锁定目标进行跟踪控制；功放板用于放大伺服稳定平台控制系统的指令信号以驱动电机，完成伺服稳定平台控制系统的操作。

4.如权利要求1所述的高精度高稳定性光电实时跟踪系统，其特征在于，操控显示系统为用户与光学舱的人机接口，包括显示屏和操控台，显示屏用于实时显示光学舱捕捉到的目标画面；操控台包括电源开关、按键、LED状态指示灯和摇杆手柄，用于发布指令；操控台和显示屏采用整体形式或独立形式。

5.如权利要求1所述的高精度高稳定性光电实时跟踪系统，其特征在于，电子舱的下部安装于高稳定平台基座或固定基座；高稳定平台基座采用多轴多框架的机械结构形式，光电实时跟踪系统安装于移动载体时采用高稳定定平台基座；光电跟踪系统固定安装时采用固定基座。

6.高精度高稳定性光电实时跟踪系统的操作方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、光电实时跟踪系统通电，系统初始化，对光学舱进行解锁，解锁完成后，默认进入手动模式，系统进行自检并将结果显示于显示屏上；操作人员根据系统自检的结果，判断系统的工作是否正常；如果正常，进行后续工作准备状态，系统自动进入手动模式；如果不正常，即切断电源，按照故障代码对故障点进行维修，维修完成后重新进行上述操作；

步骤2、启动光学舱中的电视传感器、红外传感器和激光测距仪，当进行目标探测时，按下操控台上随动模式按钮，实时调整光电探测系统的视轴到目标出现的区域；当光学舱视轴进入指定区域后，再次按下随动模式按钮进入手动模式；若发现目标，则通过电子变倍和连续变焦等手段，获得较清晰的可识别查证的图像；按下激光测距仪的开关，获得目标至实时跟踪系统之间的距离；如果距离大于安全警戒距离，忽略目标的行动；如果距离小于安全警戒距离，则切换成跟踪模式，按下操控台上的捕获以及跟踪按钮；如需发出警告，操控人员可通过无线电或其他光学信号向目标发出警告信息，使目标及时纠正运行线路；如若目标退到安全警戒距离之外，操控人员按下操控台的停止跟踪按钮，系统退出跟踪模式，自动进入手动模式，实时跟踪系统进入到待命状态；反之，实时跟踪系统继续凝视目标，并发出报警信息；操控人员将实时跟踪系统获得的目标方位以及距离信息发送至对应的控制指挥系统；

步骤3、光电实时跟踪系统结束工作进入待机状态时，按下操控台上的归零模式按钮，调整光学舱的光轴指向载体正前方；再次按下归零模式按钮进入手动模式；按下操控台上加锁模式按钮，启动锁销完成机械加锁，固定光学舱后，系统自动进入手动模式；关闭电源系统和操控台电源开关系统断电。