CN104501657A - 遥控型激光测距目标指示器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了激光指示领域内的一种遥控型激光测距目标指示器，包括激光收发观瞄组件、跟踪机构、三脚架、遥控装置、信号传输载体，该发明将有线和无线图像与数据传输技术、两维角位电动控制技术、两维摇杆与键钮技术、电视与红外摄像技术、无线接收与发射技术、电瞄准分划视频叠加技术与激光测距指示技术结合，为激光测距目标指示器增加了遥控跟踪与遥控操控功能，可让作战人员躲在掩体内或在远离前沿阵地的地方，遥控操控激光目标指示器跟踪敌方目标，避免在整个激光指示目标时间内受敌方攻击的风险，由于采用了模块化和小型化设计技术，整机的体积和重量并不比传统激光测距目标指示器明显增加，可用于军事演习中。

Description

遥控型激光测距目标指示器

技术领域

本发明涉及一种激光测距设备，特别涉及一种激光测距指示器。

背景技术

激光半主动末制导武器系统首先得有激光测距目标指示器指示目标位置，然后，制导炮弹、制导炸弹和导弹循着目标反射的光束，找到敌方目标，实施攻击。激光指示目标的方式除了车载与机载指示外，较多的是人员在地面指示的方式。半主动制导模式决定了，在弹药击中目标之前，激光测距目标指示器必须不间断地指示目标，这对于正在实施指示目标的人员来说，存在巨大的人身伤害风险。因为敌方的激光告警器一旦发现他的装备或设施被激光照射，就会迅速作出回击。这时，人员规避风险的方法，只有远离正在实施照射的激光测距目标指示器，进行遥控跟瞄与指示目标。

目前的激光测距目标指示器，不具备遥控功能，尤其是地面使用的激光测距目标指示器，必须由人员依靠激光测距目标指示器中的白光或红外观瞄仪对目标进行观察和跟踪，无法回避被攻击的风险。

发明内容

本发明的目的是提供一种具有遥控观瞄、遥控跟踪和遥控操作功能的激光测距目标指示器。

本发明的目的是这样实现的：一种遥控型激光测距目标指示器，包括：

激光收发观瞄组件，用于观察瞄准目标，发射测距和指示目标的激光束、接收目标反射的激光回波信号，测量目标距离；

跟踪机构，用于跟踪运动目标；所述跟踪机构包括：精密旋转机构、精密角位机构与运动控制器，精密旋转机构与精密角位机构运动轴线相互垂直，运动控制器分别与精密旋转机构和精密角位机构连接；

三脚架，用于支撑激光收发观瞄组件和跟踪机构；

遥控装置，用于遥控激光收发观瞄组件和跟踪机构，显示激光光斑图像、目标及背景图像、操控参数和激光收发观瞄组件的状态信息；

信号传输载体，用于传输激光光斑图像、目标及背景图像、操控参数和激光收发组件的状态信息；

激光收发观瞄组件安装在跟踪机构上，跟踪机构安装在三脚架上；电气上，跟踪机构与激光收发观瞄组件连接，激光收发观瞄组件通过信号传输载体与遥控装置连接。

本发明工作时，遥控装置将控制信号通过信号传输载体发送给激光收发观瞄组件，跟踪机构配合做相应动作，实现远距离目标的定位与指示，与现有技术相比，本发明的有益效果是：将现有成熟的有线和无线图像与数据传输技术、两维角位电动控制技术、方向与速度同时可控的摇杆与键钮技术、电视与红外摄像技术、无线接收与发射技术、电瞄准分划视频叠加技术与激光测距指示技术有机结合，并作相应改进，为激光测距目标指示器增加了遥控跟踪与遥控操控功能，可让作战人员躲在掩体内或在远离前沿阵地的地方，遥控操控激光目标指示器跟踪敌方目标，避免在整个激光指示目标时间内受敌方攻击的风险，可有效减少一线作战人员的伤亡，体现了现代战争人性化的理念。本发明可用于激光测距仪和目标定位仪中。

作为本发明的进一步限定，激光收发观瞄组件包括：

激光发射器，用于发射指示激光束和测距激光束；

激光接收器，用于接收目标反射的激光回波信号，并将激光回波信号转换成电信号，再对电信号进行放大输出；

摄像系统，用于摄取目标图像与目标背景图像，及激光光斑图像，以便监控激光光斑和遥控跟踪目标；

内置显示器，用来显示目标图像与目标背景图像，及激光光斑图像，目标距离值和操控数据；

无线电收发器，用于接收遥控指令，发送目标图像和激光光斑图像，及目标距离信息；

面板键盘，用于操控遥控型激光测距目标指示器，选择工作模式、选择编码、输入操控参数；

接口电路，用于对外通信和输出目标及背景图像、激光光斑图像，及外接电源；

处理控制器，功能包括：根据激光飞行时间，计算目标距离；接收与设定武器平台要求的编码、延迟时间、同步时间数据；按设定编码控制激光发射器工作频率及周期；按照激光测距和目标指示两种工作模式，控制切换激光工作频率；控制输出距离数据和操控数据；产生遥控型激光测距目标指示器工作时序；接收遥控指令，操控遥控型激光测距目标指示器工作；

电池，用于为遥控型激光测距目标指示器提供电源；

标准导轨，用于安装外置装备；

所述处理控制器电气上分别与激光发射器、激光接收器、摄像系统、内置显示器、无线电收发器、面板键盘、接口电路相连接。该激光收发观瞄组件集成了摄像系统和无线收发器，不但可以观察瞄目标及其目标周围的背景，并可将目标图像通过无线收发器向附近战友发送，或后方指挥员发送，并可接收指挥员的命令，成为一种侦察装备和实战意义上的信息化装备；而且可观察在照射目标中的光斑，监视其是否偏离目标，如果偏离目标，及时作出修正，提高武器打击的精确度和命中概率。

作为本发明的进一步限定，所述的摄像系统为电视摄像系统或/和红外摄像系统；电视摄像系统内置在激光收发观瞄组件中，红外摄像系统通过标准导轨外置在激光收发观瞄组件上；或者，红外摄像系统内置在激光收发观瞄组件中，电视摄像系统通过标准导轨外置在激光收发观瞄组件上。根据战场情形，电视摄像系统和红外摄像系统可灵活配置，白天使用可只配电视摄像系统，以减轻战士携行重量；一个同时出行的战斗小组，数台激光目标指示器，可部分配置电视摄像系统，部分配置红外摄像系统，以节省装备费用。

作为本发明的进一步限定，内置显示器和图像显示器上具有瞄准分划图案，瞄准分划图案叠加在摄像系统的图像中，且瞄准分划图案中心观瞄线与与摄像系统的光轴、激光发射器的发射光轴和激光接收器的接收光轴平行。瞄准分划图案的作用为，可在内置显示器或图像显示器上观瞄目标的同时，鉴别激光光斑偏离瞄准点的程度，如果偏离严重，可对瞄准点作修正。

作为本发明的进一步限定，遥控装置包括：

跟踪操控器，用于产生遥控跟踪机构运动的操控信号；

控制电路，用于将跟踪操控器的操控信号转换为控制跟踪机构的运动数据，包括运动方向数据与运动速度数据；同时控制目标及背景图像、激光光斑图像、目标距离信息的接收，遥控指令的发送；

接口电路，用于接收目标距离值、目标及背景图像、激光光斑图像、激光收发观瞄组件和遥控装置的工作状态信息，及发送遥控指令；

无线电收发器，用于无线接收目标距离值、目标及背景图像、激光光斑图像、激光收发观瞄组件和遥控装置的工作状态信息，及发送遥控指令；

图像显示器，用于显示激光收发观瞄组件输出的目标距离值、目标及背景图像、激光光斑图像、激光收发观瞄组件和遥控装置的工作状态信息；

键盘，用于操控遥控型激光测距目标指示器，选择工作模式、选择编码、输入操控参数，锁定目标自动跟踪；

电池，用于为遥控装置供电；

所述的控制电路分别与跟踪操控器、无线电收发器、接口电路、图像显示器、键盘连接。遥控装置不但具有无线观瞄目标、观察目标背景、监视激光光斑位置的功能，而且具有遥控操控激光目标指示器、给武器站发送信息、接收指挥员命令、遥控跟踪目标、设置自动跟踪目标的功能。正常情况，它可以对一台激光目标指示器进行遥控操作，并可顺序对多个目标进行照射；如此可以缩短准备时间，抓住战机，提高攻击效率。如果对静止目标，它可以同时对多台激光目标指示器进行遥控操作。多台激光测距目标指示器对一个静止的重要目标进行照射，可以提高攻击的有效性，确保对目标的成功摧毁。

作为本发明的进一步限定，跟踪操控器包括：

操控机构，用于将人的方向、速度控制意图转换为机械的动作；

两维传感器，用于将操控机构的机械动作转换为跟踪电信号；

信号放大器，用于放大跟踪电信号；

模数转换电路，用于将跟踪电信号转换为数字信号；

操控机构、两维传感器、信号放大器、模数转换电路顺序连接。这是一种数字跟踪操控器，相对模拟跟踪操控器，数字跟踪操控器更加精准，操控参数不会随环境温度而变化，并且可按照数字的方法对传感器的非线性预先进行补偿，在使用中，还可对操控的作用系数进行调节，对慢速目标，选择较小的作用系数，对高速目标选择较大的作用系数。

作为本发明的进一步限定，所述的操控机构为摇杆机构，或为按键机构，或为旋钮机构，或为手把机构，摇杆机构、按键机构、旋钮机构、手把机构都具有两个正交方向和每个方向的运动速度无级或分级控制功能。方向上的运动速度控制是一种矢量控制方法，它的作用方向为两个正交方向矢量的合成，所以矢量控制方法可以在所有方向上连续地平滑地等效地进行控制，摇杆、按键、旋钮、手把的操控方向直接转换为跟踪机构的运动方向，摇杆、按键、旋钮、手把的操控力或操控行程直接转换为跟踪机构的运动速度，这种矢量控制方法控制动作一气呼成，操作简洁明了。

作为本发明的进一步限定，所述的两维传感器为双轴线性霍尔元件，或为双轴加速度传感器，或为双轴压力传感器，或为双轴高精度电位器、或为双轴倾斜传感器、或为双轴电容触摸屏、或为双轴电阻触摸屏、或为双轴电感触摸屏。两维传感器是一种可反映两个正交方向运动参量的线性传感器，所以可以连续平滑地对跟踪机构进行控制。连续平滑控制对激光测距目标指示器的光轴动态对准目标的稳定性十分重要，关系到武器的攻击精度。两维传感器对应跟踪机构的两个运动轴，每维传感器输出的电压或电流对应跟踪机构的运动速度，两维传感器输出的电流或电压量值对应跟踪机构运动的作用系数，可通过数字的方式进行缩放，以适应目标的运动速度。

作为本发明的进一步限定，键盘包括目标图像锁定按钮，按一下此按钮，遥控型激光测距目标指示器就进入自动跟踪目标的状态。激光目标测距指示器具有连续照射多个目标的功能，两个目标之间转换照射的时间只有几秒钟，自动跟踪方式可减轻人员的体力和脑力负担，以便将注意力分散一些到下一个需要打击的目标上，为下一个目标的照射预先做好准备。在战场上，时间就是生命，迅速有效地转换照射的目标，才能最大程度上发挥武器的效能。

作为本发明的进一步限定，信号传输载体为电缆，或为光缆，或为无线电波，电缆、光缆和无线电波任选一种配置，或同时配置在遥控型激光测距目标指示器中。电缆、光缆和无线电波各有特点，可根据遥控距离远近选择。电缆和光缆简单可靠，成本低，如果遥控距离近，采用电缆和光缆较合适；无线电传输信号，远近遥控距离都合适，优点是无需架设，使用方便。

附图说明

图1为本发明的遥控型激光测距目标指示器的结构示意图。

图2为本发明的遥控型激光测距目标指示器组成框图。

图3为本发明的遥控型激光测距目标指示器激光收发观瞄组件组成框图。

图4为本发明的遥控型激光测距目标指示器遥控装置组成框图。

图5为本发明的遥控型激光测距目标指示器跟踪操控器组成框图。

具体实施方式

如图1-5所示的一种遥控型激光测距目标指示器，包括安装在跟踪机构2上的激光收发观瞄组件1，跟踪机构2安装在三脚架3上；电气上，跟踪机构2与激光收发观瞄组件1连接，激光收发观瞄组件1通过信号传输载体5与遥控装置4连接；

激光收发观瞄组件1包括电气上与处理控制器相连的激光发射器7、激光接收器8、摄像系统9、内置显示器10、无线电收发器11、面板键盘12、接口电路13；摄像系统9为电视摄像系统或/和红外摄像系统，电视摄像系统内置在激光收发观瞄组件1中，红外摄像系统通过标准导轨16外置在激光收发观瞄组件1上；或者，红外摄像系统内置在激光收发观瞄组件1中，电视摄像系统通过标准导轨16外置在激光收发观瞄组件1上，

内置显示器10和图像显示器21上具有瞄准分划图案，瞄准分划图案叠加在摄像系统9的图像中，且瞄准分划图案中心观瞄线与与摄像系统9的光轴、激光发射器7的发射光轴和激光接收器8的接收光轴平行。激光收发观瞄组件还包括电池15和标准导轨16；

跟踪机构2包括：精密旋转机构、精密角位机构与运动控制器，精密旋转机构与精密角位机构运动轴线相互垂直，运动控制器分别与精密旋转机构和精密角位机构连接；

遥控装置4包括分别与控制电路20相连的跟踪操控器19、无线电收发器11、接口电路13、图像显示器21、键盘22：跟踪操控器19，跟踪操控器19包括顺序连接的操控机构25、两维传感器26、信号放大器27、模数转换电路28：操控机构25，操控机构25为摇杆机构，或为按键机构，或为旋钮机构，或为手把机构，摇杆机构、按键机构、旋钮机构、手把机构都具有两个正交方向和每个方向的运动速度无级或分级控制功能；两维传感器26为双轴线性霍尔元件，或为双轴加速度传感器，或为双轴压力传感器，或为双轴高精度电位器、或为双轴倾斜传感器、或为双轴电容触摸屏、或为双轴电阻触摸屏、或为双轴电感触摸屏；键盘22包括目标图像锁定按钮；遥控装置4还包括为整个电路供电的电池23；

信号传输载体5为电缆，或为光缆，或为无线电波，电缆、光缆和无线电波任选一种配置，或同时配置在遥控型激光测距目标指示器中。

本发明工作时，遥控装置4通过信号传输载体5向激光收发观瞄组件1发送控制指令，使其工作，激光收发观瞄组件1内的处理控制器14通过激光发射器7、激光接收器8、摄像系统9、内置显示器10、无线收发器11、面板键盘12以及接口电路13实现以下功能：（1）根据激光飞行时间，计算目标距离；（2）接收与设定武器平台要求的编码、延迟时间、同步时间数据；（3）按设定编码控制激光发射器工作频率及周期；（4）按照激光测距和目标指示两种工作模式，控制切换激光工作频率；（5）控制输出距离数据和操控数据；（6）产生遥控型激光测距目标指示器工作时序；（7）接收遥控指令，操控遥控型激光测距目标指示器工作；本发明将有线和无线图像与数据传输技术、两维角位电动控制技术、两维摇杆与键钮技术、电视与红外摄像技术、无线接收与发射技术、电瞄准分划视频叠加技术与激光测距指示技术结合，为激光测距目标指示器增加了遥控跟踪与遥控操控功能，可让作战人员躲在掩体内或在远离前沿阵地的地方，遥控操控激光目标指示器跟踪敌方目标，避免在整个激光指示目标时间内受敌方攻击的风险，由于采用了模块化和小型化设计技术，整机的体积和重量并不比传统激光测距目标指示器明显增加。

本发明并不局限于上述实施例，在本发明公开的技术方案的基础上，本领域的技术人员根据所公开的技术内容，不需要创造性的劳动就可以对其中的一些技术特征作出一些替换和变形，这些替换和变形均在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种遥控型激光测距目标指示器，其特征在于，包括：

激光收发观瞄组件（1），用于观察瞄准目标，发射测距和指示目标的激光束、接收目标反射的激光回波信号，测量目标距离；

跟踪机构（2），用于跟踪移动目标；所述跟踪机构（2）包括：精密旋转机构、精密角位机构与运动控制器，精密旋转机构与精密角位机构运动轴线相互垂直，运动控制器分别与精密旋转机构和精密角位机构连接；

三脚架（3），用于支撑激光收发观瞄组件（1）和跟踪机构（2）；

遥控装置（4），用于遥控激光收发观瞄组件（1）和跟踪机构（2），显示激光光斑图像、目标及背景图像、操控参数和激光收发观瞄组件的状态信息；

信号传输载体（5），用于传输激光光斑图像、目标及背景图像、操控参数和激光收发组件的状态信息；

激光收发观瞄组件（1）安装在跟踪机构（2）上，跟踪机构（2）安装在三脚架（3）上；电气上，跟踪机构（2）与激光收发观瞄组件（1）连接，激光收发观瞄组件（1）通过信号传输载体（5）与遥控装置（4）连接。

2.根据权利要求1所述的遥控型激光测距目标指示器，其特征在于，激光收发观瞄组件（1）包括：

激光发射器（7），用于发射指示激光束和测距激光束；

激光接收器（8），用于接收目标反射的激光回波信号，并将激光回波信号转换成电信号，再对电信号进行放大输出；

摄像系统（9），用于摄取目标图像与目标背景图像，及激光光斑图像，以便监控激光光斑和遥控跟踪目标；

内置显示器（10），用来显示目标图像与目标背景图像，及激光光斑图像，目标距离值和操控数据；

无线电收发器（11），用于接收遥控指令，发送目标图像和激光光斑图像，及目标距离信息；

面板键盘（12），用于操控遥控型激光测距目标指示器，选择工作模式、选择编码、输入操控参数；

接口电路（13），用于对外通信和输出目标及背景图像、激光光斑图像，及外接电源；

处理控制器（14），功能包括：（1）根据激光飞行时间，计算目标距离；（2）接收与设定武器平台要求的编码、延迟时间、同步时间数据；（3）按设定编码控制激光发射器工作频率及周期；（4）按照激光测距和目标指示两种工作模式，控制切换激光工作频率；（5）控制输出距离数据和操控数据；（6）产生遥控型激光测距目标指示器工作时序；（7）接收遥控指令，操控遥控型激光测距目标指示器工作；

电池（15），用于为遥控型激光测距目标指示器提供电源；

标准导轨（16），用于安装外置装备；

所述处理控制器电气上分别与激光发射器（7）、激光接收器（8）、摄像系统（9）、内置显示器（10）、无线电收发器（11）、面板键盘（12）、接口电路（13）相连接。

3.根据权利要求2所述的遥控型激光测距目标指示器，其特征在于，所述的摄像系统（9）为电视摄像系统或/和红外摄像系统；电视摄像系统内置在激光收发观瞄组件（1）中，红外摄像系统通过标准导轨（16）外置在激光收发观瞄组件（1）上；或者，红外摄像系统内置在激光收发观瞄组件（1）中，电视摄像系统通过标准导轨（16）外置在激光收发观瞄组件（1）上。

4.根据权利要求3所述的遥控型激光测距目标指示器，其特征在于，内置显示器（10）和图像显示器（21）上具有瞄准分划图案，瞄准分划图案叠加在摄像系统（9）的图像中，且瞄准分划图案中心观瞄线与与摄像系统（9）的光轴、激光发射器（7）的发射光轴和激光接收器（8）的接收光轴平行。

5.根据权利要求1所述的遥控型激光测距目标指示器，其特征在于，遥控装置（4）包括：

跟踪操控器（19），用于产生遥控跟踪机构（2）运动的操控信号；

控制电路（20），用于将跟踪操控器（19）的操控信号转换为控制跟踪机构（2）的运动数据，包括运动方向数据与运动速度数据；同时控制目标及背景图像、激光光斑图像、目标距离信息的接收，遥控指令的发送；

接口电路（13），用于接收目标距离值、目标及背景图像、激光光斑图像、激光收发观瞄组件（1）和遥控装置（4）的工作状态信息，及发送遥控指令；

无线电收发器（11），用于无线接收目标距离值、目标及背景图像、激光光斑图像、激光收发观瞄组件（1）和遥控装置（4）的工作状态信息，及发送遥控指令；

图像显示器（21），用于显示激光收发观瞄组件（1）输出的目标距离值、目标及背景图像、激光光斑图像、激光收发观瞄组件（1）和遥控装置（4）的工作状态信息；

键盘（22），用于操控遥控型激光测距目标指示器，选择工作模式、选择编码、输入操控参数，锁定目标自动跟踪；

电池（23），用于为遥控装置（4）供电；

所述的控制电路（20）分别与跟踪操控器（19）、无线电收发器（11）、接口电路（13）、图像显示器（21）、键盘（22）连接。

6.根据权利要求5所述的遥控型激光测距目标指示器，其特征在于，跟踪操控器（19）包括：

操控机构（25），用于将人的方向、速度控制意图转换为机械的动作；

两维传感器（26），用于将操控机构（25）的机械动作转换为跟踪电信号；

信号放大器（27），用于放大跟踪电信号；

模数转换电路（28），用于将跟踪电信号转换为数字信号；

操控机构（25）、两维传感器（26）、信号放大器（27）、模数转换电路（28）顺序连接。

7.根据权利要求6所述的遥控型激光测距目标指示器，其特征在于，所述的操控机构（25）为摇杆机构，或为按键机构，或为旋钮机构，或为手把机构，摇杆机构、按键机构、旋钮机构、手把机构都具有两个正交方向和每个方向的运动速度无级或分级控制功能。

8.根据权利要求6所述的遥控型激光测距目标指示器，其特征在于，所述的两维传感器（26）为双轴线性霍尔元件，或为双轴加速度传感器，或为双轴压力传感器，或为双轴高精度电位器、或为双轴倾斜传感器、或为双轴电容触摸屏、或为双轴电阻触摸屏、或为双轴电感触摸屏。

9.根据权利要求5所述的遥控型激光测距目标指示器，其特征在于，键盘（22）包括目标图像锁定按钮，按一下此按钮，遥控型激光测距目标指示器就进入自动跟踪目标的状态。

10.根据权利要求1所述的遥控型激光测距目标指示器，其特征在于，信号传输载体（5）为电缆，或为光缆，或为无线电波，电缆、光缆和无线电波任选一种配置，或同时配置在遥控型激光测距目标指示器中。