CN103926010B - 一种多功能双光谱便携式观测仪 - Google Patents

Abstract

本发明的多功能双光谱便携式观测仪，包括红外镜头、热成像探测器、控制模块、OLED显示模块、第一目镜模组以及锂电池组，特征在于：还设置有用于自然光状态下成像的望远镜模组，控制模块通过电子罗盘获取目标相对于观测点的方位，通过激光测距机获取目标与观测点之间的距离，控制模块根据获取的信息计算出目标的地理位置坐标。本发明的观测仪，不仅可通过望远镜模组在自然光状态下成像，还可通过热成像探测器在夜间或光线不好的情况下成像，并可准确、快速地计算出目标的位置坐标并实时地显示出来，这是现有的观测仪所不具备的，具备电子罗盘、激光测距、卫星定位功能，可实时地显示目标的距离和坐标信息。单兵作战时可发挥极大的作用。

Description

一种多功能双光谱便携式观测仪

技术领域

本发明涉及一种多功能双光谱便携式观测仪，更具体的说，尤其涉及一种昼夜条件下均可获取目标的位置坐标和距离信息的多功能双光谱便携式观测仪。

背景技术

未来战争中决定战场胜负的关键就是在第一时间内了解到战场上的重要信息，传统上采集这些信息的方法大多是采用多种设备相互协调来获取各种所需信息，然后再把这些信息讯速的传送到指挥作战中心，做出正确的判断和及时调解部署。

目前可供士兵携带的观测装备大多体积庞大笨重，不利于随身携带，功能集成度也不高，给士兵的单兵作战带来了麻烦。

发明内容

本发明为了克服上述技术问题的缺点，提供了一种昼夜条件下均可获取目标的位置坐标和距离信息的多功能双光谱便携式观测仪。

本发明的多功能双光谱便携式观测仪，包括红外镜头、热成像探测器、控制模块、OLED显示模块、第一目镜模组以及锂电池组，热成像探测器、OLED显示模块分别与控制模块的输入和输出端相连接，热成像探测器用于将红外光信号转化为电信号并输入至控制模块，控制模块输出模拟视频信号至OLED显示模块以供显示，第一目镜模组用于观测OLED显示模块上的图像；所述锂电池组在电量管理模块的管理下对整个观测仪供电；其特征在于：还设置有用于自然光状态下成像的望远镜模组，望远镜模组的末端设置有第二目镜模组；所述控制模块连接有北斗/GPS定位模块、电子罗盘和激光测距机，控制模块通过北斗/GPS定位模块获取观测点的地理位置坐标，通过电子罗盘获取目标相对于观测点的方位信息，通过激光测距机获取目标与观测点之间的距离；控制模块根据获取的观测点坐标、目标相对于观测点的方位以及目标与观测点之间的距离计算出目标的地理位置坐标。

红外镜头用于透过外界物体辐射的红外线，热成像探测器将光信号转化为电信号，控制模块将接收的视频信号送至OLED显示模块进行显示，通过第一目镜模组可观察到OLED显示模块上显示的图像。通过设置望远镜模组和第二目镜模组，可实现白天光线条件良好状态下的成像，成像效果好，不易被擦觉；在夜间或光线条件不好的情况下，则通过热成像探测器进行成像，实现对目标的观察。通过北斗/GPS定位模块，可获取观测点（观测仪所处位置）基于北斗导航定位系统或GPS导航定位系统的地理位置坐标值；通过电子罗盘、激光测距机可分别获取目标的方位信息和距离信息，以便控制模块对目标进行准确定位。

本发明的多功能双光谱便携式观测仪，所述控制模块连接有检测观察者眼部是否靠近第一目镜模组和第二目镜模组的距离传感器。在选取红外成像的情况下，通过距离传感器可感知使用者的双目是否靠近第一目镜模组和第二目镜模组，在检测到双目靠近的情况下则开启红外成像，如果检测到双目离开了目镜模组则关闭红外成像，以节省电池能量的消耗，延长使用时间。

本发明的多功能双光谱便携式观测仪，所述控制模块连接有SD存储卡和对外接口模块，所述对外接口模块包括RS232通讯接口、USB通讯接口、电源接口和视频输出接口。

本发明的多功能双光谱便携式观测仪，所述控制模块连接有按键模块，按键模块包括电源开关、菜单键、测距键、拍照/录像键、聚焦+键、聚焦-键。

本发明的有益效果是：本发明的多功能双光谱便携式观测仪，通过设置红外镜头、热成像探测器和OLED显示模块，在夜间或光线条件不好的情况下可实现对目标的清晰成像；通过设置望远镜模组可实现在自然光状态下的成像，成像效果更佳、更隐蔽；因此，本发明的观测仪具有双光谱条件下清晰成像的特点。控制模块通过北斗/GPS定位模块、电子罗盘和激光测距机可分别获取观测点坐标、目标相对于观测点的方位和目标与观测点之间的距离信息，进而可准确、快速地计算出所观察目标的位置坐标并实时地显示出来，这是现有的观测仪所不具备的，具有较大的军事意义，单兵作战时可发挥极大的作用。

本发明的有益效果体现在：（1）可形成体积小、重量轻的观测仪，便于携带，单人可操作性强；（2）采用只有观察时才开启红外成像的节能方法，使得电池续航能力强，通过对锂电池组的有效管理可以满足常温下连续工作三个小时以上的工作时间（3）功能多、集成度高，同时具备电子罗盘、激光测距、卫星定位功能，可实时地显示目标的距离和坐标信息。

附图说明

图1为本发明的多功能双光谱便携式观测仪电路原理图；

图2为本发明的多功能双光谱便携式观测仪的菜单设置示意图；

图3为本发明的多功能双光谱便携式观测仪的正常工作界面示意图。

图中：1红外镜头，2热成像探测器，3 SD存储卡，4对外接口模块，5 OLED显示模块，6第一目镜模组，7距离传感器，8锂电池组，9 北斗/GPS定位模块，10电量管理模块，11控制模块，12电子罗盘，13激光测距机，14望远镜模组，15按键模块，16第二目镜模组。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。

如图1所示给出了本发明的多功能双光谱便携式观测仪电路原理图，其包括红外镜头1、热成像探测器2、OLED显示模块5、第一目镜模组6、距离传感器7、锂电池组8、北斗/GPS定位模块9、电量管理模块10、控制模块11、电子罗盘12、激光测距机13、望远镜模组14、按键模块15以及第二目镜模组16；控制模块11还连接有SD存储卡3和对外接口模块4。所示的控制模块11具有信号采集、数据运算和控制输出的作用，其可通过基于片上影像信号处理器和嵌入式ARM处理器共同构成。所示的热成像探测器2和OLED显示模块5分别与控制模块11的输入端和输出端相连接。所示的红外镜头1用于透过外界物体发出的红外光线，热成像探测器2将接收的红外光信号转化为电信号，并形成模拟视频信号输入至控制模块11中。

控制模块11接收到热成像探测器2发送的模拟红外视频信号后，将其转化为数字红外视频信号并存储于SD存储卡3中，然后再将数字视频信号转化为模拟视频信号，并同时叠加多种字符信息，发送至OLED显示模块5显示出来，以便通过OLED显示模块5给使用者提供更多直观的数据信息。所示的第一目镜模组6用于观测OLED显示模块5上的图像信息。OLED显示模块5可采用低功耗、0.6英寸、SVGA(800×600)分辨率，硅基AMOLED微型显示器，显示效果细腻。

所示的望远镜模组14与红外镜头1设置于同一侧，望远镜模组14的末端为第二目镜模组16，望远镜模组14可采用Nikon8倍望远镜。望远镜模组14用于白天光照条件较好时的侦测观察，具有成像效果好、不易被觉察的特点。在夜间或光照条件不好的情况下，则通过热成像探测器2进行红外成像，使得本发明的观测仪具有双光谱成像的特点，在昼夜均可对目标进行观察侦测。

所示的北斗/GPS定位模块9、电子罗盘12和激光测距机13均与控制模块11相连接。控制模块11通过北斗/GPS定位模块9可获取观测点的地理位置坐标，通过激光测距机12可测得目标与观测点之间的距离信息，通过电子罗盘12可获取目标相对于观测点的方位信息。控制模块11根据获取的观测点坐标、目标相对于观测点的方位和目标与观测点之间的距离信息，可计算出目标的地理位置坐标。将目标的距离、位置坐标叠加至视频信号中，可通过OLED显示模块实时地显示出来，有利于使用者快速获取目标信息。

其中，北斗/GPS定位模块9是一款同时具备GPS和北斗定位功能的模块，内置了北斗有源天线，可以实现北斗系统和GPS双模切换，适用于各种作战环境，定位精度极高。激光测距机13测距能力强，可以获得2.5公里之内的2米x2米大小目标的距离信息。

所示的控制模块11连接有距离传感器7，距离传感器7设置于第一目镜模组6和第二目镜模组16之间，用于检测使用者的双目是否靠近了第一目镜模组6和第二目镜模组16。在红外成像开启的情况下，如果控制模块11通过距离传感器7检测到使用者的双目靠近了目镜模组，则开启红外线成像功能，通过OLED显示模块5将采集的红外图像信息显示出来。如果检测到使用者的双目离开了目镜模组，则自动关闭红外成像功能，以减少电能的消耗，延长观测仪的使用时间。所示的锂电池组8在电量管理模块10的作用下给整个观测仪提供电能。

所示的控制模块11还对外接口模块4和按键模块15，对外接口模块4包括RS232通讯接口、USB通讯接口、电源接口和视频输出接口，通过RS232通讯接口可从外部对本发明的观测仪进行操作，通过USB通讯接口可拷贝SD存储卡3中的数据，通过视频输出接口可输出模拟视频信号。按键模块15包括6个按键，其分别为电源开关、菜单键、测距键、拍照/录像键、聚焦+键、聚焦-键。如图2、图3所示，分别给出了本发明的多功能双光谱便携式观测仪的菜单设置、正常工作界面的示意图，其为OLED显示模块5所显示的工作界面图。通过菜单键即可进入如图2中所述的各菜单。如3中，左上角是叠加的观测点所在地的地理位置信息，由上至下其依次为观测点的经度（东经114°19′51.70″）、纬度（北纬030°30′28.30″）和海拔（37m）；左下角是观测地的方位信息，即通过电子罗盘12所获得的目标的方位信息；右上角是目标物所在地的位置和距离信息，由上至下其依次为目标的经度（东经114°19′50.58″）、纬度（北纬030°30′28.30″）、海拔（37m）和距离观测点的距离（100m）信息；右下角是当前的时间信息。

Claims (4)

1.一种多功能双光谱便携式观测仪，包括红外镜头（1）、热成像探测器（2）、控制模块（11）、OLED显示模块（5）、第一目镜模组（6）以及锂电池组（8），红外镜头位于热成像探测器的前端，用于透过外界物体辐射的红外线；热成像探测器与控制模块的输入端相连接，OLED显示模块与控制模块的输出端相连接，热成像探测器用于将红外光信号转化为电信号并输入至控制模块，控制模块输出模拟视频信号至OLED显示模块以供显示，第一目镜模组用于观测OLED显示模块上的图像；所述锂电池组在电量管理模块（10）的管理下对整个观测仪供电；其特征在于：还设置有用于自然光状态下成像的望远镜模组（14），望远镜模组的末端设置有第二目镜模组（16）；所述控制模块连接有北斗/GPS定位模块（9）、电子罗盘（12）和激光测距机（13），控制模块通过北斗/GPS定位模块获取观测点的地理位置坐标，通过电子罗盘获取目标相对于观测点的方位信息，通过激光测距机获取目标与观测点之间的距离；控制模块根据获取的观测点坐标、目标相对于观测点的方位以及目标与观测点之间的距离计算出目标的地理位置坐标。

2.根据权利要求1所述的多功能双光谱便携式观测仪，其特征在于：所述控制模块（11）连接有检测观察者眼部是否靠近第一目镜模组（6）和第二目镜模组（16）的距离传感器（7）。

3.根据权利要求1或2所述的多功能双光谱便携式观测仪，其特征在于：所述控制模块（11）连接有SD存储卡（3）和对外接口模块（4），所述对外接口模块包括RS232通讯接口、USB通讯接口、电源接口和视频输出接口。

4.根据权利要求1或2所述的多功能双光谱便携式观测仪，其特征在于：所述控制模块（11）连接有按键模块（15），按键模块包括电源开关、菜单键、测距键、拍照/录像键、聚焦+键、聚焦-键。