CN102497510A - 光电跟踪监视取证系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种光电跟踪监视取证系统，主要用于海警，实现对船舱内、外部情况进行全天侯观察，或用于船舶离靠码头时的辅助观察。它包括：转台：包括摄像装置和DSP功放板，采集各种图形、图像数据及控制转台运动；操控键盘：键盘通过所述的DSP板对转台及摄像装置进行控制；工控机：用于实现可视化控制功能的核心模块，将系统采集到的各种信息以图形、图像等多种可视化方式呈现给用户；和跟踪器：采用独立机箱式跟踪器和DSP数字处理器。它具有数字处理的优点，且稳定可靠。

Description

光电跟踪监视取证系统

技术领域

本发明涉及一种光电跟踪监视取证系统，主要用于海警，实现对船舱内、外部情况进行全天侯观察，或用于船舶离靠码头时的辅助观察。

背景技术

光电跟踪取证系统的在通信方面的技术主要是信号处理和通讯。而以往的系统主要是用模拟信号的方式来设计。

模拟信号是从表现形式上来定义的，信号数据可用于表示任何信息，如符号、文字、语音、图像等，从表现形式上可归结为模拟信号。

模拟信号从采集技术上来说，这里的模拟信号是指电压和电流信号，对模拟信号的处理技术主要包括模拟量的选通、模拟量的放大、信号滤波、电流电压的转换、V/F转换、A/D转换等。由于模拟器件、阻容元件参数特性不一致，对系统的校准带来很大困难。

模拟信号从信号滤波技术上来说，从传感器或其它接收设备获得的电信号，由于传输过程中的各种噪声干扰，工作现场的电磁干扰，前段电路本身的影响，往往会有多种频率成分的噪声信号，严重情况下，这种噪声信号甚至会淹没有效输入信号，致使测试无法正常进行。

常用的模拟滤波电路实现滤波，模拟滤波的技术较为成熟。模拟滤波可分为有源滤波和无源滤波。设计有源滤波器，首先根据所要求的幅频特性，寻找可实现的有理函数进行逼近设计。常用的逼近函数有：波待瓦兹(Butterworth)函数、切比雪夫(Chebyshev)函数，贝塞尔(Besel)函数等，然后计算电路参数，完成设计。但是模拟滤波电路复杂，不仅增加了设计成本，而且还增加系统的功耗，降低了系统可靠性。

模拟通信，尤其是微波通信和有线明线通信，很容易被窃听。只要收到模拟信号，就容易得到通信内容。

模拟系统本身的特性决定其必然采用汇集的架构，系统的所有信号、控制统统需要汇聚在一起。这样的设计结构，系统扩展在空间、容量上均受到限制，扩展性方面很受限制。

针对光电跟踪取证这类的系统，之前在信号处理和通讯方面的设计，主要体现在伺服系统和操控面板方面。

伺服系统主要由直流稳压电源和伺服系统、电视跟踪系统、转换板、系统底板等组成。伺服系统共有四块插件板和一块底板，分别为方位控制板、俯仰控制板、方位功放板、俯仰功放板。转换板主要将旋转变压器送来的各量，通过RDC器件转换成数字量，经并行口送计算机。将计算机送来的数字量通过DAC器件转换成模拟量送伺服系统。

操控面板主要由专用按键和模拟驱动电路组成。通过操控面板对系统的控制全部是通过模拟电压信号送至系统内部，进而相应其操作。

伺服系统和操控面板的缺点不仅表现在传输距离短、扩展性差、可移植性弱这些方面，由于设计方面过于模拟化，导致其稳定性和可靠性不能保证，需要经常性的维护。

发明内容

为了克服现有技术的缺点，本发明提供一种光电跟踪监视取证系统，它具有数字处理的优点，且稳定可靠。

本发明解决其技术问题所采取的技术方案是：它包括：

转台：包括摄像装置和DSP功放板，采集各种图形、图像数据及控制转台运动；

操控键盘：键盘通过所述的DSP板对转台及摄像装置进行控制；

工控机：用于实现可视化控制功能的核心模块，将系统采集到的各种信息以图形、图像等多种可视化方式呈现给用户；

和跟踪器：采用独立机箱式跟踪器和DSP数字处理器。

本发明具有下列优点：1、接口方便。DSP系统与其他以现代数字技术为基础的系统或设备都是相互兼容的，与这样的系统接口以实现某种功能要比模拟系统与这些系统接口要容易得多；2、编程方便。DSP系统中的可编程DSP芯片可使设计人员在开发过程中灵活方便地对软件进行修改和升级；3、稳定性好。DSP系统以数字处理为基础，受环境温度以及噪声的影响较小，可靠性高；4、精度高。16位数字系统可以达到10⁵的精度；5、可重复性好。模拟系统的性能受元器件参数性能变化比较大，而数字系统基本不受影响，因此数字系统便于测试、调试和大规模生产；6、集成方便。DSP系统中的数字部件有高度的规范性，便于大规模集成；7、模块化设计。系统不仅具有稳定性，更具有高可靠性。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1为本发明方块图；

图2为本发明的DSP方块图；

图3为本发明操控键盘示意图。

具体实施方式

如图1所示，本发明包括转台、操控键盘、工控机和跟踪器。

所述转台包括摄像装置和DSP功放板，采集各种图形、图像数据及控制转台运动。DSP控制板是转台核心部件之一，其主要功能是用来控制转台运动。DSP技术能够将外部采集的数据进行分析，取其有用，精确过滤掉杂乱数据，然后方便、灵活、可靠的使用正确数据对转台执行指令控制。

如图2所示为典型DSP系统构成。图中的输入信号可以有各种各样的形式。例如，它可以是麦克风输出的语音信号或是电话线来的已调数据信号，可以是编码后在数字链路上传输或存储在计算机里的摄像机图像信号等。

输入信号首先进行带限滤波和抽样，然后进行A/D(Analog to Digital)变换将信号变换成数字比特流。根据奈奎斯特抽样定理，为保证信息不丢失，抽样频率至少必须是输入带限信号最高频率的2倍。

DSP芯片的输入是A/D变换后得到的以抽样形式表示的数字信号，DSP芯片对输入的数字信号进行某种形式的处理，如进行一系列的乘累加操作(MAC)。数字处理是DSP的关键，这与其他系统(如电话交换系统)有很大的不同，在交换系统中，处理器的作用是进行路由选择，它并不对输入数据进行修改。因此虽然两者都是实时系统，但两者的实时约束条件却有很大的不同。最后，经过处理后的数字样值再经D/A(Digital to Analog)变换转换为模拟样值，之后再进行内插和平滑滤波就可得到连续的模拟波形。

所述的操控键盘如图3所示，所述的操控键盘是专为定制的，按键采用了工业专用的按键，外形美观，持久耐用。键盘通过所述的DSP板对指向器、可见光、红外、激光照明器控制。

所述的转台、操控键盘都采用了DSP技术，都是编程实现，所以能够实时的对采集进来的数据进行过滤，取正确数据控制系统，灵活的控制整个系统运行，精度更高，可靠性更强，还可在后期使用过程中扩展用户的各种新的需求。

所述的工控机，用于实现可视化控制功能的核心模块，可以将系统采集到的各种信息以图形、图像等多种可视化方式呈现给用户。

所述的跟踪器采用独立机箱式跟踪器，采用DSP数字处理器。运算更精确、更实时。

所述的转台模块作为本系统的前端模块，负责采集各种图形、图像数据。操控键盘模块、工控机模块控制转台模块以各种方式采集图形、图像的数据。为使两路控制对转台控制不互相干扰，符合模块之间耦合度低的模块化设计原则，使操控键盘和工控机各成一个模块，独立控制转台。转台采用DSP技术，将两路数据实时的、独立采集处理，使两路控制不会冲突，不会给系统和用户使用带来不良影响。跟踪器模块因为处理数据量大，要求实时性高，为了达到以上要求将其与转台之间的接口明确后，独立为一个模块，即可以达到要求，还可以保证整个系统的稳定性。

Claims (1)

1.一种光电跟踪监视取证系统，其特征在于：它包括：它包括：

转台：包括摄像装置和DSP功放板，采集各种图形、图像数据及控制转台运动；

操控键盘：键盘通过所述的DSP板对转台及摄像装置进行控制；

工控机：用于实现可视化控制功能的核心模块，将系统采集到的各种信息以图形、图像等多种可视化方式呈现给用户；

和跟踪器：采用独立机箱式跟踪器和DSP数字处理器。

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