CN105277069A - 目标红外、可见光特征自适应控制装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种目标红外、可见光特征自适应控制装置，包括供电模块、散热模块、隐身防护模块、红外控制模块和可见光控制模块，隐身防护模块包括若干个正三棱柱结构及其驱动机构。红外控制模块采集温度数据，其输出控制信号接至隐身防护模块和散热模块，可见光控制模块采集环境数据，其输出控制信号接至正三棱柱结构的驱动机构。本发明目标红外、可见光特征自适应控制装置的优点是：结构简单、重量轻、便于安装，连续工作时无污染、无振动、无噪音、可靠性高、热惯性小，温度调节响应时间短，满足不同装备、不同部位、不同表面伪装隐身的需要。

Description

目标红外、可见光特征自适应控制装置

技术领域

本发明涉及控制装置，特别涉及一种目标红外、可见光特征自适应控制装置。

背景技术

现代战争中,光学侦察与制导主要覆盖了紫外、可见光、红外波段,特别是红外成像制导系统由于本身不辐射电磁波,工作隐蔽,抗干扰能力强,是精确制导武器发展的一个方向。加强对红外成像制导系统的防范,是目标地面伪装系统的重要工作、飞机、舰船、坦克及装甲车等现代军事作战平台,普遍装备了前视红外系统、红外成像仪激光测距、微光夜视及红外夜视等光学侦测设备,使现代战场没有了黑夜和白昼之分。

但据已有资料来看,现有的光学防护技术如隐身技术、遮障技术、伪装技术基本上都是静态的,其防护方法有局限性,如当环境温度变化时,由于目标和伪装的红外发射率随温度的变化不一致,伪装后的目标和背景的差异就不能满足指标要求。动态控制目标表面温度来实现目标和背景红外特征全时刻和全天候融合的红外特征变换技术和伪装隐身技术，目前国内尚未出现。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的缺陷，提供一种结构简单、重量轻、便于安装，连续工作时无污染、无振动、无噪音、可靠性高、热惯性小，温度调节响应时间短，可同时满足不同装备、不同部位、不同表面伪装隐身需要的目标红外、可见光特征自适应控制装置。

为达到上述目的，本发明提供的目标红外、可见光特征自适应控制装置，包括供电模块、散热模块和用于与伪装目标连接的支架，还包括隐身防护模块、红外控制模块和可见光控制模块，其中：所述隐身防护模块包括若干个安装在所述支架上的正三棱柱结构及其驱动机构以及若干个电致变温器件，各个所述正三棱柱结构其中的一个柱面接续排列在一起构成伪装目标的表面，每个所述正三棱柱结构的三个柱面外侧分别设有不同的可见光迷彩图像喷绘层，所述电致变温器件和散热模块分别通过支撑机构安装在所述正三棱柱结构内侧的各个柱面上；所述红外控制模块采集温度数据，其输出控制信号接至所述电致变温器件和散热模块，所述可见光控制模块采集环境数据，其输出控制信号接至所述正三棱柱结构的驱动机构。

本发明目标红外、可见光特征自适应控制装置，其中所述正三棱柱结构包括支撑机构、传动轴、弹簧片电极和陶瓷垫片，所述支撑机构设有中空的传动轴，所述支撑机构的两端面设有连接支架，所述传动轴与所述连接支架固定连接，所述传动轴的两端分别安装有轴承，所述支撑机构通过所述轴承安装在所述支架上，所述传动轴内设有固定轴，正、负弹簧片电极其中一端分别经所述陶瓷垫片绝缘地安装在所述固定轴的端部，所述正、负弹簧片电极另一端分别经电缆与所述供电模块和电致变温器件电相连。

本发明目标红外、可见光特征自适应控制装置，其中所述红外控制模块包括单片机和两个红外测温传感器，所述两个红外测温传感器分别采集背景和隐身防护模块表面的辐射温度数据，所述两个红外测温传感器的采集信号经所述单片机的A/D转换接口输入，所述单片机对两路数据进行PID数据处理，同时发出致冷致热控制指令输出至所述电致变温器件，发出散热控制指令输出至所述散热模块。

本发明目标红外、可见光特征自适应控制装置，其中所述可见光控制模块包括高清数字摄像机、微处理器、控制信号转换与输出模块，所述高清数字摄像机采集环境数据，经所述微处理器选择最佳的伪装方案,控制所述信号转换与输出模块输出控制信号。

本发明目标红外、可见光特征自适应控制装置，其中所述驱动机构采用步进电机构成。

本发明目标红外、可见光特征自适应控制装置，其中所述支撑机构采用中空铝合金构成。

本发明目标红外、可见光特征自适应控制装置，其中所述支架通过螺栓与伪装目标连接在一起。

本发明目标红外、可见光特征自适应控制装置，其中所述迷彩图像喷绘层为根据不同任务在以下迷彩图像喷绘层中选择的三种：

1)南方型林地迷彩，采用型号为EG1456的黄绿色或型号为YE2344的沙土色或型号为DG0730的褐土色构成；

2)北方型林地迷彩，采用型号为YG1247的黄绿色或型号为SE2635的沙土色或型号为DG0730的褐土色构成；

3)草原迷彩，采用型号为YG1247的黄绿色或型号为SE2635的沙土色或型号为DG0730的褐土色构成；

4)荒漠迷彩，采用型号为SE3948的黄绿色或型号为SE2635的沙土色或型号为YG1247的褐土色构成；

5)雪地迷彩，采用型号为WN8384的黄绿色或型号为SE2635的沙土色或型号为DG0730的褐土色构成；

6)城市背景采用灰色构成。

本发明目标红外、可见光特征自适应控制装置，其中所述迷彩图像喷绘层分别为：

1)北方型林地迷彩，采用型号为YG1247的黄绿色或型号为SE2635的沙土色或型号为DG0730的褐土色构成；

2)荒漠迷彩，采用型号为SE3948的黄绿色或型号为SE2635的沙土色或型号为YG1247的褐土色构成；

3)城市背景采用灰色。

本发明目标红外、可见光特征自适应控制装置的优点是：由于设置了隐身防护模块、红外控制模块和可见光控制模块，其结构简单、重量轻、便于安装，连续工作时无污染、无振动、无噪音、可靠性高、热惯性小，温度调节响应时间短，满足不同装备、不同部位、不同表面伪装隐身的需要。

附图说明

图1和图2分别是隐身防护模块示意图；

图3是支撑机构示意图；

图4是支撑机构端面示意图；

图5是安装支架示意图；

图6是红外控制模块结构方框图；

图7是可见光控制模块结构方框图。

具体实施方式

下面结合附图详细说明本发明目标红外、可见光特征自适应控制装置的实施例。

参照图1、图2和图5，本发明目标红外、可见光特征自适应控制装置，伪装平面或圆弧曲面，伪装圆弧曲面时沿圆弧面母线方向布置。该装置包括供电模块、散热模块、隐身防护模块、红外控制模块、可见光控制模块和用于与伪装目标连接的支架9，其中：

隐身防护模块包括若干个安装在支架9上的正三棱柱结构及其驱动机构以及若干个电致变温器件，驱动机构采用步进电机构成。支架9通过螺栓10与伪装目标连接在一起。各个正三棱柱结构其中的一个柱面接续排列在一起构成伪装目标的表面，构成相应的大小或形状，安装在被防护的目标上。每个正三棱柱结构的三个柱面外侧分别设有不同的可见光迷彩图像喷绘层，电致变温器件和散热模块分别通过支撑机构安装在正三棱柱结构内侧的各个柱面上。

隐身防护模块各面喷绘不同地域的可见光迷彩图像，利用机械传动使各个正三棱柱结构转动从而达到变换迷彩图像的目的。迷彩图像喷绘层可以选择南方型林地迷彩、北方型林地迷彩、草原迷彩、荒漠迷彩、雪地迷彩和城市迷彩，但不仅限于以上六种，可以根据不同任务选择其中三种分别喷涂颜色：

1)南方型林地迷彩，采用型号为EG1456的黄绿色或型号为YE2344的沙土色或型号为DG0730的褐土色构成；

2)北方型林地迷彩，采用型号为YG1247的黄绿色或型号为SE2635的沙土色或型号为DG0730的褐土色构成；

3)草原迷彩，采用型号为YG1247的黄绿色或型号为SE2635的沙土色或型号为DG0730的褐土色构成；

4)荒漠迷彩，采用型号为SE3948的黄绿色或型号为SE2635的沙土色或型号为YG1247的褐土色构成；

5)雪地迷彩，采用型号为WN8384的黄绿色或型号为SE2635的沙土色或型号为DG0730的褐土色构成；

6)城市背景采用灰色构成。

在本发明目标红外、可见光特征自适应控制装置的实施例中，迷彩图像喷绘层分别为：

1)北方型林地迷彩，采用型号为YG1247的黄绿色或型号为SE2635的沙土色或型号为DG0730的褐土色构成；

2)荒漠迷彩，采用型号为SE3948的黄绿色或型号为SE2635的沙土色或型号为YG1247的褐土色构成；

3)城市背景采用灰色。

隐身防护模块的温度是通过控制加在各个电致变温器件的两端电压进行控制的，工作时只有暴露于外面的一面加电以减小使用功率。各个正三棱柱结构的每一面有一个电致变温器件。电致变温器件是基于帕尔贴效应研制的，当直流电通过两种不同导电材料构成的回路时，结点上将产生吸热或放热现象。电致变温器件通过胶粘安装，通过改变直流电流的极性来决定实现致冷或加热，采用直流供电串联工作，工作时整个平板保持同一温度。

隐身防护模块采用模块化设计，便于架设和撤收，在支架上即插即用，使用时安放于目标之上，将被保护目标遮蔽。

结合参照图3和图4，正三棱柱结构包括支撑机构1、传动轴2、弹簧片电极6和陶瓷垫片5。支撑机构1采用中空铝合金构成，利用中空空间自然散热。支撑机构1设有中空的传动轴2，支撑机构1的两端面设有连接支架3，传动轴2与连接支架3固定连接。传动轴2的两端分别安装有轴承8，支撑机构1通过轴承8安装在支架9上，传动轴2内设有固定轴4，正、负弹簧片电极6其中一端分别经陶瓷垫片5绝缘地安装在固定轴4的端部，正、负弹簧片电极6另一端分别经电缆7与供电模块和电致变温器件电相连。当传动轴2带动正三棱柱结构旋转时，固定轴4和弹簧片电极6保持静止，仅对安装在朝向外面的一个伪装面上的弹簧片电极6通电控温，这样可以节省能源。

结合参照图6，红外控制模块包括单片机和两个红外测温传感器，两个红外测温传感器分别采集背景和隐身防护模块表面的辐射温度数据，两个红外测温传感器的采集信号经单片机的A/D转换接口输入，单片机对两路数据进行PID数据处理，同时发出致冷致热控制指令输出至电致变温器件，发出散热控制指令输出至散热模块。

结合参照图7，可见光控制模块包括高清数字摄像机、微处理器、控制信号转换与输出模块，高清数字摄像机采集环境数据，经微处理器选择最佳的伪装方案,控制信号转换与输出模块输出控制信号，其输出控制信号接至正三棱柱结构的驱动机构。

本发明目标红外、可见光特征自适应控制装置工作时，红外测温传感器不断地探测背景和隐身防护模块的红外辐射，系统通过对比分析隐身防护模块和背景的红外辐射差异，发出相应的控制指令，调整隐身防护模块的温度，使隐身防护模块的红外辐射与背景保持一致，隐身于背景之中；同时，另一方面控制隐身防护模块的散热系统，使隐身防护模块处于一个良好的工作状态。系统既可以独立工作，也可以根据需要，将本系统的工作状态上报，接受上一级的控制进行相应工作状态的转换。可见光控制通过分析所处背景各颜色比例感知并分析周围背景的类型，发出相应的控制指令，通过正三棱柱结构及其驱动机构调整迷彩类型，使隐身防护模块的迷彩类型与背景匹配，隐身于背景之中。

本装置结构简单、重量轻和便于安装固定，能够通过调整结构尺寸可同时满足不同装备、不同部位、不同表面的红外、可见光伪装隐身需要，降低武器装备被识别的概率。在连续工作时无污染、无振动、无噪音、可靠性高、热惯性小，温度调节响应时间很短。

上面所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的构思和范围进行限定。在不脱离本发明设计构思的前提下，本领域普通人员对本发明的技术方案做出的各种变型和改进，均应落入到本发明的保护范围，本发明请求保护的技术内容，已经全部记载在权利要求书中。

Claims (9)

1.一种目标红外、可见光特征自适应控制装置，包括供电模块、散热模块和用于与伪装目标连接的支架(9)，其特征在于：还包括隐身防护模块、红外控制模块和可见光控制模块，其中：所述隐身防护模块包括若干个安装在所述支架(9)上的正三棱柱结构及其驱动机构以及若干个电致变温器件，各个所述正三棱柱结构其中的一个柱面接续排列在一起构成伪装目标的表面，每个所述正三棱柱结构的三个柱面外侧分别设有不同的可见光迷彩图像喷绘层，所述电致变温器件和散热模块分别通过支撑机构安装在所述正三棱柱结构内侧的各个柱面上；所述红外控制模块采集温度数据，其输出控制信号接至所述电致变温器件和散热模块，所述可见光控制模块采集环境数据，其输出控制信号接至所述正三棱柱结构的驱动机构。

2.根据权利要求1所述的目标红外、可见光特征自适应控制装置，其特征在于：其中所述正三棱柱结构包括支撑机构(1)、传动轴(2)、弹簧片电极(6)和陶瓷垫片(5)，所述支撑机构(1)设有中空的传动轴(2)，所述支撑机构(1)的两端面设有连接支架(3)，所述传动轴(2)与所述连接支架(3)固定连接，所述传动轴(2)的两端分别安装有轴承(8)，所述支撑机构(1)通过所述轴承(8)安装在所述支架(9)上，所述传动轴(2)内设有固定轴(4)，正、负弹簧片电极(6)其中一端分别经所述陶瓷垫片(5)绝缘地安装在所述固定轴(4)的端部，所述正、负弹簧片电极(6)另一端分别经电缆(7)与所述供电模块和电致变温器件电相连。

3.根据权利要求1或2所述的目标红外、可见光特征自适应控制装置，其特征在于：其中所述红外控制模块包括单片机和两个红外测温传感器，所述两个红外测温传感器分别采集背景和隐身防护模块表面的辐射温度数据，所述两个红外测温传感器的采集信号经所述单片机的A/D转换接口输入，所述单片机对两路数据进行PID数据处理，同时发出致冷致热控制指令输出至所述电致变温器件，发出散热控制指令输出至所述散热模块。

4.根据权利要求3所述的目标红外、可见光特征自适应控制装置，其特征在于：其中所述可见光控制模块包括高清数字摄像机、微处理器、控制信号转换与输出模块，所述高清数字摄像机采集环境数据，经所述微处理器选择最佳的伪装方案,控制所述信号转换与输出模块输出控制信号。

5.根据权利要求4所述的目标红外、可见光特征自适应控制装置，其特征在于：其中所述驱动机构采用步进电机构成。

6.根据权利要求5所述的目标红外、可见光特征自适应控制装置，其特征在于：其中所述支撑机构(1)采用中空铝合金构成。

7.根据权利要求6所述的目标红外、可见光特征自适应控制装置，其特征在于：其中所述支架(9)通过螺栓(10)与伪装目标连接在一起。

8.根据权利要求7所述的目标红外、可见光特征自适应控制装置，其特征在于：其中所述迷彩图像喷绘层为根据不同任务在以下迷彩图像喷绘层中选择的三种：

1)南方型林地迷彩，采用型号为EG1456的黄绿色或型号为YE2344的沙土色或型号为DG0730的褐土色构成；

2)北方型林地迷彩，采用型号为YG1247的黄绿色或型号为SE2635的沙土色或型号为DG0730的褐土色构成；

3)草原迷彩，采用型号为YG1247的黄绿色或型号为SE2635的沙土色或型号为DG0730的褐土色构成；

4)荒漠迷彩，采用型号为SE3948的黄绿色或型号为SE2635的沙土色或型号为YG1247的褐土色构成；

5)雪地迷彩，采用型号为WN8384的黄绿色或型号为SE2635的沙土色或型号为DG0730的褐土色构成；

6)城市背景采用灰色构成。

9.根据权利要求7所述的目标红外、可见光特征自适应控制装置，其特征在于：其中所述迷彩图像喷绘层分别为：

1)北方型林地迷彩，采用型号为YG1247的黄绿色或型号为SE2635的沙土色或型号为DG0730的褐土色构成；

2)荒漠迷彩，采用型号为SE3948的黄绿色或型号为SE2635的沙土色或型号为YG1247的褐土色构成；

3)城市背景采用灰色。