技术领域
[0001] 本发明属于光电探测技术领域，具体涉及一种高精度中波制冷双光吊舱装置。
相关背景技术
[0002] 目前，随着信息技术和空间技术的发展，机载光电探测因其广阔的探测视野、便捷的操作方式而广泛应用军事侦查、目标探测、数据采集等领域。
[0003] 然而，传统的机载光电设备通常采单红外进行探测，单红外探测容易出现误识别，单可见光探测不能进行夜间探测，定焦探测视场角有限无法探测远距离或近距离的目标，非制冷红外探测器的探测距离有限，不具备陀螺稳像或者是稳像精度不高从而影响探测效果，或者体积过大重量过重，而不得不选择更大无人机从而增加成本。
具体实施方式
[0022] 以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明，根据下面说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。需要说明的是，附图均采用非常简化的形式且均适用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。
[0023] 需要说明的是，为了清楚地说明本发明的内容，本发明特举多个实施例以进一步阐释本发明的不同实现方式，其中，该多个实施例是列举式而非穷举式。此外，为了说明的简洁，前实施例中已提及的内容往往在后实施例中予以省略，因此，后实施例中未提及的内容可相应参考前实施例。
[0024] 实施例1
[0025] 请参阅图1，本申请提供一种高精度中波制冷双光吊舱装置，包括两轴稳定平台3、舱体7、中波制冷红外热像仪1、高清相机2、图像处理组件4和综合控制组件5，所述舱体7设置于所述两轴稳定平台3上，且所述两轴稳定平台3将所述舱体7的侧面束缚，所述中波制冷红外热像仪1和所述高清相机2的一部分结构设置于所述舱体7内，所述中波制冷红外热像仪1和所述高清相机2的另一部分结构分别伸出所述舱体7以实现对目标的探测和拍照，所述图像处理组件4、所述综合控制组件5分别设置于所述舱体7内，所述图像处理组件4分别与所述中波制冷红外热像仪1、所述高清相机2和所述综合控制组件5连接，所述综合控制组件5分别与所述两轴稳定平台3、所述中波制冷红外热像仪1和所述高清相机2连接。通过中波制冷红外热像仪1和高清相机2的存在使得探测距离延长，实现对目标的全天候的探测、跟踪和数据采集以及可探测远处和近处的目标，在高精度的两轴稳定平台3完成光电载荷光轴稳定和光轴运动的驱动，从而保证舱体7在机载环境下获取稳定清晰的图像，使得稳像精度提高从而不会影响探测效果的，图像处理组件4对目标进行识别并将目标脱靶量发送给两轴稳定平台3从而完成目标的跟踪。
[0026] 可选的，所述两轴稳定平台3包括控制电路、方位框架、俯仰框架以及陀螺仪，所述俯仰框架包裹所述舱体7的部分侧面以使所述舱体7随所述俯仰框架和所述方位框架平稳运动，所述方位框架设置于所述俯仰框架上，所述控制电路和所述陀螺仪安装在所述舱体7内部上，所述控制电路分别与所述方位框架、所述俯仰框架以及所述陀螺仪连接，所述陀螺仪分别与方位框架和所述俯仰框架连接，所述综合控制组件5与所述控制电路连接以控制所述方位框架、所述俯仰框架以及所述陀螺仪运行。通过在高精度的两轴稳定平台3完成光电载荷光轴稳定和光轴运动的驱动，从而保证舱体7在机载环境下获取稳定清晰的图像。可选的，两轴稳定平台3内部有两个接口：一个是xt30与二次电源组件6连接，负责从二次电源组件6给两轴稳定平台3供电；一个是jst5pin1.25mm的接口与综合控制组件5连接，用于两轴稳定平台3与综合控制组件5的RS422通信。
[0027] 可选的，所述方位框架上的轴转动范围为360度连续转动，所述俯仰框架上的轴转动范围为‑120°～90°，所述俯仰框架上的轴转动最大角速度不小于90°/s，所述俯仰框架上2
的轴转动最大角加速度不小于100°/s，且所述陀螺仪的稳定精度为不大于0.2mrad。
[0028] 可选的，所述中波制冷红外热像仪1包括探测器和光学系统，所述探测器和所述光学系统连接，所述光学系统设置于所述舱体7内部，所述探测器的探测头伸出舱体7外以对目标进行探测，所述光学系统分别与所述综合控制组件5和所述图像处理组件4连接。通过中波制冷热像仪作为探测分系统，对目标和背景进行数据采集，实现对目标的全天候的探测、跟踪和数据采集。可选的，从中波制冷红外热像仪1出来有三个接口：一个xt30接口与二次电源组件6连接，负责从二次电源组件6给中波制冷红外热像仪1供电；一个千兆网接口与图像处理组件4连接，负责把dat格式的红外原始图像传输至图像处理组件4；一个jst5pin1.25mm的接口与综合控制组件5连接，用于探测器与综合控制组件5的RS422通信。
[0029] 可选的，所述探测器类型为制冷型探测器，所述探测器的感光材料为锑镉汞，所述探测器的探测波段为3um～5um，所述探测器的分辨率为640×512，所述探测器的像元尺寸为15μm，探测帧频为50hz。
[0030] 可选的，所述光学系统的F数为F4.0，所述光学系统的焦距为25mm～250mm，可连续变焦，所述光学系统的视场角为2.2°～29.8°。
[0031] 可选的，所述舱体7包括包络壳和承载件，所述承载件设置于所述包络壳内，所述承载件用于所述中波制冷红外热像仪1、所述高清相机2、所述图像处理组件4和所述综合控制组件5，在所述包络壳上设有第一安装孔和第二安装孔，所述第一安装孔安装所述中波制冷红外热像仪1的头部，所述第二安装孔安装所述高清相机2的头部，所述两轴稳定平台3包裹所述包络壳。通过高精度两轴稳定平台3完成光电载荷光轴稳定和光轴运动的驱动，从而保证舱体7在机载环境下获取稳定清晰的图像。可选的，包络壳和承载件其材质主要为铝合金，第一安装孔和第二安装孔分别为红外窗口与可见光窗口，供可见光与红外透射，舱体7直径不大于235mm，舱体7高度不大于315mm，总重量不大于7kg。舱体7结构顶部有一个接口，J30J‑21TJL，与无线通信组件连接，负责舱体7供电、RS422通信以及网络图像传输。舱体7结构上的J30J‑21TJL接口对内分为三个线束：一个线束与二次电源组件6连接，负责吊舱外部给二次电源组件6供电；一个线束与综合控制组件5连接，负责无线通信组件与综合控制组件5的RS422通信，一个线束与图像处理组件4连接，负责把图像处理组件4处理后的视频传输至无线通信组件。
[0032] 可选的，还包括二次电源组件6，所述二次电源组件6分别与所述两轴稳定平台3、所述中波制冷红外热像仪1、所述高清相机2、所述图像处理组件4和所述综合控制组件5连接。可选的，括二次电源组件6主要负责接收外部提供的24v直流电源，以及向吊舱内各组件提供电源。从二次电源组件6出来有六个接口：第一个xt30与J30J‑21TJL连接，负责接收从舱体7外部提供给二次电源组件6的24v电源；第二个xt30与中波红外热像仪连接，负责从二次电源组件6给中波红外热像仪提供24v电源；第三个xt30与高清相机2连接，负责从二次电源组件6给高清相机2(2)提供12v电源；第四个xt30与两轴稳定平台3连接，负责从二次电源组件6给两轴稳定平台3提供24v电源；第五个xt30与图像处理组件4连接，负责从二次电源组件6给图像处理组件4提供12v电源；第六个xt30与综合控制组件5连接，负责从二次电源组件6给综合控制组件5提供5v电源。
[0033] 可选的，所述高清相机2的类型为CMOS，所述高清相机2的分辨率为1920×1080，所述高清相机2的焦距为4.3mm～129mm，可连续变焦，所述高清相机2的视场角为63.7°～2.3°。可选的，从高清相机2出来有三个接口：一个xt30接口与二次电源组件6连接，用于从二次电源组件6给高清相机2供电；一个mr30接口与综合控制组件5连接，用于高清相机2与综合控制组件5的通信；一个mcx接口与图像处理组件4连接，把sdi格式的可见光图像传输至图像处理组件4。
[0034] 可选的，所述图像处理组件4用于接收红外与可见光图像，进行图像解析与编码，同时可以对图像中的目标进行识别与跟踪，且所述图像处理组件4与外界地面显控系统通过无线通信系统连接；
[0035] 所述综合控制组件5用于将所述舱体7的外部与所述舱体7的内部的通信，并解析外部指令转发至所述中波制冷红外热像仪1、所述高清相机2、所述两轴稳定平台3所述以及所述图像处理组件4，再将以所述中波制冷红外热像仪1、所述高清相机2、所述两轴稳定平台3所述以及所述图像处理组件4的状态反馈信息汇总发送至所述舱体7的外部，所述综合控制组件5与外界地面显控系统通过无线通信系统连接。
[0036] 可选的，从图像处理组件4出来有五个接口：一个千兆网接口，与中波制冷红外热像仪1连接，负责接收dat格式的红外原始图像；另一个千兆网接口，穿过舱体7结构与吊舱外部的无线通信组件连接，负责把处理后的视频传输至无线通信组件；一个mmcx接口，与高清相机2连接，负责接收sdi格式可见光图像；一个xt30与二次电源组件6连接，用于从二次电源组件6给图像处理组件4供电；一个jst5pin1.25mm的接口与综合控制组件5连接，用于图像处理组件4与综合控制组件5的RS422通信。综合控制组件5有六个接口：第一个jst5pin1.25mm的接口与J30J‑21TJL连接，负责综合控制组件5与吊舱外部的RS422通信；第二个jst5pin1.25mm的接口与中波红外热像仪连接，负责综合控制组件5与中波红外热像仪的RS422通信；第二个jst5pin1.25mm的接口与两轴稳定平台3连接，负责综合控制组件5与两轴稳定平台3的RS422通信；第三个jst5pin1.25mm的接口与图像处理组件4连接，负责综合控制组件5与图像处理组件4的RS422通信；一个mr30接口与高清相机2连接，负责综合控制组件5与高清相机2的TTL通信；一个xt30接口与二次电源组件6连接，负责从二次电源组件6给综合控制组件5供电。
[0037] 综上，高精度中波制冷双光吊舱装置采用高清相机2、中波制冷热像仪作为探测分系统，对目标和背景进行双波段数据采集，实现对目标的全天候的探测、跟踪和数据采集；通过高精度两轴稳定平台3完成光电载荷光轴稳定和光轴运动的驱动，从而保吊舱在机载环境下获取稳定清晰的图像；图像处理组件4完成双波段数据存储，以及目标的识别，并将目标脱靶量发送给两轴稳定平台3从而完成目标的跟踪，具有体积小、重量轻、高精度、智能化的特点。此种高精度中波制冷双光吊舱可作为探测典型目标和数据采集的关键设备。
