[发明专利]一种用于无人艇的光电多任务系统及执行方法

摘要

本发明公开了一种用于无人艇的光电多任务系统及执行方法，涉及无人操作平台领域，该系统包括光电侦察模块，其用于侦察无人艇周围的环境信息并捕捉目标：对环境进行红外成像、对目标进行实时测距、对环境进行实时拍摄成像、对环境进行360°成像，调整单元用于调整光电侦察模块的侦察角度和方位；综合控制模块包括控制单元和图像处理单元，用于控制光电侦察模块，接收图像信息和光电侦察模块的状态信息，并向光电侦察模块发送控制信息，调整光电侦察模块的侦察角度和方位；显控模块，用于从综合控制模块获取视频信息和光电侦察模块的状态信息并进行显示，并向综合控制模块发送操作指令。本发明能够得到高质量现场图像并能执行多种任务。 1

主权项

1.一种用于无人艇的光电多任务系统，其特征在于，包括：

一光电侦察模块，其用于侦察无人艇周围的环境信息并捕捉目标，所述光电侦察模块包括红外成像单元，激光测距单元、图像传感单元、全景成像单元和调整单元；所述红外成像单元用于对环境进行红外成像，所述激光测距单元用于对目标进行实时测距，所述图像传感单元用于对环境进行实时拍摄成像，所述全景成像单元用于对环境进行360°成像，所述调整单元用于调整光电侦察模块的侦察角度和方位；

一综合控制模块，其与所述光电侦察模块连接，用于控制所述光电侦察模块，所述综合控制模块包括控制单元和图像处理单元；所述控制单元用于接收光电侦察模块的状态信息，向光电侦察模块发送控制信息，控制红外成像单元，激光测距单元、图像传感单元和调整单元的运行，调整光电侦察模块的侦察角度和方位；所述图像处理单元用于接收红外成像单元和图像传感单元所采集的图像信息，从图像信息中提取目标，计算目标相对于光轴中心的偏差量，对图像信息进行处理得到视频信息；

一显控模块，其与综合控制模块相连接，用于从综合控制模块获取视频信息和光电侦察模块的状态信息，并向综合控制模块发送操作指令，综合控制模块将操作指令发送至光电侦察模块，光电侦察模块执行相应操作指令。

2.如权利要求1所述的一种用于无人艇的光电多任务系统，其征在于：所述光电多任务系统的工作状态包括辅助航行状态、侦察取证状态和跟踪火控状态；

当所述光电多任务系统为辅助航行状态时，控制所述光电侦察模块的侦察方向为无人艇航行方向，同时，控制红外成像单元或图像传感单元对航向前方成像；

当所述光电多任务系统为侦察取证状态时，控制所述光电侦察模块变换侦察角度和方位至获取目标，并通过红外成像单元或图像传感单元对航向前方成像；

当所述光电多任务系统为跟踪火控状态时，所述光电侦察模块对目标进行跟踪并测距，输出目标的三维数据。

3.如权利要求1所述的一种用于无人艇的光电多任务系统，其征在于：所述光电多任务系统与外部雷达、GPS/北斗、罗经进行通信；

所述光电多任务系统接收雷达信号，所述显控模块解析雷达目标信息并进行雷达目标的态势显示，根据雷达目标信息执行目标引导，调整光电侦察模块指向目标，对目标进行捕获与跟踪；

所述光电多任务系统接收GPS/北斗信号，解析无人艇当前的地理位置信息，所述显控模块显示地理位置信息并将该信息叠加至视频图像上进行视频存储，同时，解析GPS/北斗的时间信息用并校准系统；

所述光电多任务系统接收罗经信号，解析正北方向，用于目标相对位置与绝对位置的转换及态势信息的分析。

4.如权利要求1所述的一种用于无人艇的光电多任务系统，其征在于：所述光电侦察模块还包括稳定单元，其用于隔离所述无人艇的摇晃。

5.如权利要求1所述的一种用于无人艇的光电多任务系统，其征在于：所述红外成像单元、图像传感单元上均设置有焦距调整单元，用于调整所述红外成像单元、图像传感单元成像时的焦距。

6.如权利要求1所述的一种用于无人艇的光电多任务系统，其征在于：所述光电侦察模块还包括清晰度调整单元，其用于调整所述红外成像单元，激光测距单元、图像传感单元的光学窗口至清晰。

7.一种采用权利要求1至6中任一项所述系统的光电多任务执行方法，其特征在于：包括以下步骤：

选择光电多任务系统的工作状态：辅助航行状态、侦察取证状态和跟踪火控状态，调整光电侦察模块在当前工作状态下的侦察方向，侦察无人艇周围的环境信息并捕捉目标，发送至综合控制模块进行图像处理后，将处理后的图像和光电侦察模块的状态信息发送至显控模块，所述显控模块反馈操控信息至综合控制模块，综合控制模块根据操控信息控制所述光电侦察模块。

8.如权利要求7所述的一种光电多任务执行方法，其特征在于：当所述光电多任务系统为辅助航行状态时，控制光电侦察模块的侦察方向为无人艇航行方向，同时，控制红外成像单元或图像传感单元对航向前方成像；无人艇高速航行时，光电多任务系统通过陀螺稳定功能保持瞄准线稳定，输出稳定的图像，供航行操作手进行参考；在拥挤航道、礁石浅滩等水域航行或出入港口时，通过全景成像单元对无人艇周边360°进行成像，探明周边形势，辅助无人艇躲避障碍物。

9.如权利要求7所述的一种光电多任务执行方法，其特征在于：当所述光电多任务系统为侦察取证状态时，操作手通过操控杆单元控制光电侦察模块在方位和俯仰方向转动，手动搜索目标，发现可疑目标时可跟踪目标并对目标进行录像，当无人艇对可疑船只或危险区域抵进侦察时，全景成像单元配合红外成像单元，图像传感单元同时观察目标和周围环境，提供多视角图像信息。

10.如权利要求7所述的一种光电多任务执行方法，其特征在于：当所述光电多任务系统为跟踪火控状态时，综合控制模块控制光电侦察模块对目标进行跟踪并测距，获取目标三维位置信息，火控单元根据目标三维位置信息和无人艇上配置的武器类型进行火控解算，输出射击诸元，引导武器对目标实施打击。