CN106291902A - 一种具有图像融合功能的昼夜合一望远镜 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种望远镜，特别涉及一种昼夜合一望远镜。一种具有图像融合功能的昼夜合一望远镜，其技术方案是：前壳组件、后壳组件分别与主壳体组件连接，接缝处封胶处理；镜头盖通过扁平绳连接在前壳组件上，红外镜头与可见光镜头分别旋入前壳组件左右两侧，红外探测组件、微光CCD成像组件相对应的安装在前壳组件内；存放时，镜头盖分别盖到红外镜头、可见光镜头上；使用时，摘下镜头盖。本发明具备红外图像，微光图像，融合图像三种模式观察功能，该图像融合即可看清目标细节也可看清目标轮廓，其中微光CCD的采用在晚上城市环境中效果等同于白天的使用效果。
Description
技术领域
本发明涉及一种望远镜，特别涉及一种昼夜合一望远镜。
背景技术
红外与微光CCD图像融合是指将同一场景的红外图像与微光CCD图像的信息合并成一幅包含更多的信息量。主要是把具有不同工作机理，并且工作在红外和可见光波长的图像探测器对同一场景所采集的图像采用一定的融合方法融合成一幅综合图像，从而更适合人的视觉和计算机理解。红外探测器和CCD探测器能够提供互补的图像信息，红外探测器不仅可以获取场景中的目标信息，并且能够很好地显示隐藏的热目标，不受白天或者黑夜的影响，不受恶劣天气的影响，但是受景物自身辐射特性、系统工作波长、传输距离、大气衰减等因素的影响，红外图像对比度较低，空间相关性强，目标细节的反映能力也比较差，而CCD探测器恰恰可以弥补红外探测器输出图像对比度低，目标细节反映能力差的缺点，但是CCD探测器通常是“被动”地获取场景中的目标信息，并且在黑夜或者是恶劣的天气情况下，所获得的图像质量会很差，对于CCD图像的这些缺点，红外图像恰好可以弥补。
通过图像融合可以降低场景中目标的不确定性，提高观察的鲁棒性，并且最后产生的融合图像具有在最大化有用信息的同时尽可能的减少图像冗余性的优点，这些优点都是单独的红外图像或微光CCD图像所不具有的。
发明内容
本发明的目的是：为解决现有技术中的望远镜用可见光进行观测时，仅仅在白天能使用；红外观测时，仅能看到目标轮廓，无法看清目标细节的技术缺陷，提供一种具有图像融合功能的昼夜合一望远镜。
本发明的技术方案是：一种具有图像融合功能的昼夜合一望远镜，它包括：前壳组件，主壳体组件，后壳组件，镜头盖，红外镜头，可见光镜头，红外探测组件以及微光CCD成像组件；
微光CCD成像组件与红外探测组件的靶面尺寸相同；
红外镜头与可见光镜头焦距误差值小于3％，光轴一致性应小于2mrad，且红外镜头与可见光镜头最大的镜片的口径相同；
前壳组件、后壳组件分别与主壳体组件连接，接缝处封胶处理；镜头盖通过扁平绳上连接在前壳组件上，红外镜头与可见光镜头分别旋入前壳组件左右两侧，红外探测组件、微光CCD成像组件相对应的安装在前壳组件内；存放时，镜头盖分别盖到红外镜头、可见光镜头上；使用时，摘下镜头盖；
红外探测组件通过红外镜头实现对红外光线的采集，处理后通过目镜把视频信号操作人员观测；微光CCD成像组件通过可见光镜头实现对可见光光线的采集，处理后视频传输到OLED显示器上，操作人员通过目镜观测；融合图像的实现是通过同时输入的红外数字视频和可见光数字视频通过算法解算，视频融合后输出融合图像。
本发明采用的图像融合方法是直接对源图像的像素进行融合处理，即为像素级图像融合，首先通过图像的配准使两幅图像的场景保持基本一致，再通过加权平均灰度图像融合方法进行图像的融合，然后通过基于定时器的程序实时性分析方法，精确计算图像融合两帧图像所花费的时间，并对图像融合的实时性进行处理，最终输出融合视频图像。
有益效果：本发明具备红外图像，微光图像(星光级CCD成像)，融合图像(红外/微光融合)三种模式观察功能，其中红外/微光图像融合是目前市面产品所没有的，该图像融合即可看清目标细节也可看清目标轮廓，其中微光CCD的采用在晚上城市环境中效果等同于白天的使用效果。
附图说明
图1为本发明结构组成的外观图。
图2为本发明前壳组件的组成剖视图。
图3为主壳体组件的结构组成图。
图4为后壳组件的结构组成图。
图5为红外镜头的组成剖视图。
图6为可见光镜头的组成剖视图。
图7为电池盖组件的组成剖视图。
图8为前盖的结构示意图。
图9为主壳体的结构示意图。
图10为护皮的结构示意图。
图11为电路板的布局示意图。
图12为目镜的组成剖视图。
图13为后盖的结构示意图。
具体实施方式
参见附图1，一种具有图像融合功能的昼夜合一望远镜，它包括：前壳组件1，主壳体组件2，后壳组件3，镜头盖4，红外镜头21，可见光镜头23，红外探测组件30以及微光CCD成像组件26；
微光CCD成像组件26与红外探测组件30的靶面尺寸相同；
红外镜头21与可见光镜头23焦距误差值小于3％，光轴一致性应小于2mrad，且红外镜头21与可见光镜头23最大的镜片的口径相同；
整体连接关系为：前壳组件1、后壳组件3分别与主壳体组件2连接，接缝处封胶处理；镜头盖4通过扁平绳上与前壳组件1连接，红外镜头21与可见光镜头23分别旋入前壳组件1左右两侧，红外探测组件30、微光CCD成像组件26相对应的安装在前壳组件1内；存放时，镜头盖4分别盖到红外镜头21、可见光镜头23上；使用时，摘下镜头盖4。
进一步的，参见附图2，前壳组件1包括：电池盖组件22，可见光镜头23，限位挡圈24，可见光安装板25，可见光调整垫柱27，电池仓28，宝塔弹簧29，存储电路板31，红外调整垫柱32，红外安装板33以及前盖34；红外镜头21和可见光镜头23分别旋入前盖34左右两个阶梯孔中，两个限位挡圈24分别安装在红外镜头21和可见光镜头23的后端面，电池仓28安装在前盖34的后端面，周围封胶处理，宝塔弹簧29安装在电池仓28底部，起到预紧电池的作用；红外探测器组件30与红外安装板33固定，并通过红外调整垫柱32进行后截距调整；存储电路板31安装在红外探测器组件30下方；微光CCD成像组件26与可见光安装板25固定，并通过可见光调整垫柱27来进行后截距调整；电池盖组件22压入前盖34中。
参见附图5，红外镜头21包括红外镜筒101，第一红外镜片102，第一红外镜片压圈103，第二红外镜片104，第二红外镜片压圈105，以及密封O型圈106。在红外镜筒101前部有直纹防滑设计。
参见附图6，可见光镜头23包括可见光镜筒111，第一透镜112，第一透镜压圈113，第二透镜114，第一隔圈115，第三透镜116，第二隔圈117，第四透镜118，第二透镜压圈119，可见光小镜筒120，以及密封O型圈106。在可见光镜筒111前部有直纹防滑设计。
参见附图7，电池盖组件22包括电池盖旋钮121，密封O型圈122，导线123，密封O型圈124，电池衬垫125，电池盒盖126，电池盒盖锁紧钉127。其连接关系是：电池盖旋钮121与电池盒盖锁紧钉127形成一个旋钮螺钉，分别安装在电池盒盖126上下两个松不脱螺纹孔中；电池衬垫上通过螺钉螺母连接导线123后用4个螺钉固定在电池盒盖126上。
参见附图3，主壳体组件2包括：主壳体35，护皮36，综合管理电路板37以及GPS/北斗模块38；护皮36罩在主壳体35上，综合管理电路板37从内部固定到主壳体35上，GPS/北斗模块38固定在综合管理电路板37上。
参见附图9，主壳体35是由前面长方形四角倒圆角，后部为腰型结构通过放样设计形成，其前端长方形宽度为80mm左右，长度为145mm左右；后端腰型结构宽度为60mm左右，长度为132mm左右；在后端底部有一圆弧形凹槽N，其圆弧半径为38mm左右，斜向与主体部分相交；这种设计是按照手形设计，圆弧形凹槽N是用来进行大拇指托起整个设备。在其前端顶部有一斜圆弧凸起M与前盖34腰型凸起A尺寸相同；在其壳体顶部开有4个方形孔L1-L4，为综合管理电路板37上的四个按钮让位，开有方形孔K，为GPS/北斗模块38让位。在其后端左右两个位置设有两个凸台I1，I2，其上有2个螺纹孔用来与后盖43连接。
参见附图10，护皮36为橡胶制品，罩在主壳体35上，其厚度0.8mm，上部突出4个圆形的按钮，按钮上漏印字符标识。两侧分别突起5道条状凸起，起到防滑的作用，其与主壳体35通过胶结合，进行密封。
参见附图11，综合管理电路板37用于实现图像融合，电源管理，按键三种功能，其对应主壳体35中4个方形孔的位置设置按钮，其中间开方形孔P为GPS/北斗模块让位，在该电路板周围分布与各器件的接口J1-J7，J1：与红外探测器组件的接口；J2：与存储板，GPS/北斗模块的接口；J3：与左侧OLED的接口；J4：与电源，开关的接口；J5：与对外输出插座的接口；J6：与右侧OLED的接口；J7：与微光CCD探测器组件的接口。
参见附图4，后壳组件3包括：目镜41，后盖42，OLED挡片43，OLED显示器44，开关45，眼罩46，开关旋钮47，对外输出插座48；目镜41固定在后盖42的两个大的圆孔中，开关45和对外输出插座48分别固定在后盖42中间两个小孔中，OLED挡片43用胶水粘在后盖42的圆槽中，OLED显示器44分别固定在后盖42的4个柱状凸起上，眼罩46套在目镜41上。
参见附图12，目镜41包括：调焦手轮301，第一隔圈302，凸轮303，目镜主镜筒304，第二隔圈305，凸轮压圈306，目镜压圈307，第一目镜透镜308，第二目镜透镜309，导向螺钉310，胶合透镜311，移动镜筒312。其通过旋转调焦手轮301带动凸轮303，凸轮303通过凸轮槽带动导向螺钉310，导向螺钉310带动移动镜筒312，以调整镜片组与OLED显示器的距离进行目镜视度的调节；调焦手轮301上设计有直纹防滑设计。
参见附图13，后盖42为腰型底部凹进一定比例的圆弧形状，在中间部位有两个圆柱形凸起沉孔R，S，分别用来安装开关45，对外输出插座48；左右两侧开有两个台阶孔Q1，Q2，其距离为65mm。在两侧边缘位置设计有两个隐藏式挂环W1，W2，用来安装设备的背带。其内部周圈凸起边沿T2，与主壳体35后端内沿尺寸配合。在Q1，Q2周围凸起2组圆柱形凸台V1-V4，V5-V8，中心设计有螺纹孔，用来安装OLED显示器。
眼罩46为橡胶制品，其曲线按照人脸型设计。
工作原理：通过红外镜头21实现对红外光线的采集，经红外探测器组件30将光信号转为电信号，电信号处理后传递到综合管理电路板37上；通过可见光镜头23实现对可见光光线的采集，经微光CCD成像组件26将光信号转为电信号，电信号处理后成数字视频传递到综合管理电路板上。两种视频通过综合管理电路板37的视频处理后，经操作者通过主壳体组件2上的按钮，选取观测模式(红外视频，微光视频，融合视频)，把视频信号传递到OLED显示器以供操作者通过目镜41放大后对目标进行观察；操作人员通过外壳组件9上的操控按钮进行参数设置、功能选择等操作。
Claims (4)
1.一种具有图像融合功能的昼夜合一望远镜，其特征是：它包括：前壳组件(1)，主壳体组件(2)，后壳组件(3)，镜头盖(4)，红外镜头(21)，可见光镜头(23)，红外探测组件(30)以及微光CCD成像组件(26)；
所述微光CCD成像组件(26)与所述红外探测组件(30)的靶面尺寸相同；
所述红外镜头(21)与所述可见光镜头(23)焦距误差值小于3％，光轴一致性应小于2mrad，且所述红外镜头(21)与所述可见光镜头(23)最大的镜片的口径相同；
所述前壳组件(1)、所述后壳组件(3)分别与所述主壳体组件(2)连接，接缝处封胶处理；所述镜头盖(4)通过扁平绳上连接在所述前壳组件(1)上，所述红外镜头(21)与所述可见光镜头(23)分别旋入所述前壳组件(1)左右两侧，所述红外探测组件(30)、所述微光CCD成像组件(26)相对应的安装在所述前壳组件(1)内；存放时，所述镜头盖(4)分别盖到所述红外镜头(21)、所述可见光镜头(23)上；使用时，摘下镜头盖(4)；
所述红外探测组件(30)通过所述红外镜头(21)实现对红外光线的采集，处理后通过目镜把视频信号操作人员观测；所述微光CCD成像组件(26)通过所述可见光镜头(23)实现对可见光光线的采集，处理后视频传输到OLED显示器(44)上，操作人员通过目镜观测；融合图像的实现是通过同时输入的红外数字视频和可见光数字视频通过算法解算，视频融合后输出融合图像。
2.如权利要求1所述的一种具有图像融合功能的昼夜合一望远镜，其特征是：所述前壳组件(1)包括：电池盖组件(22)，可见光镜头(23)，限位挡圈(24)，可见光安装板(25)，可见光调整垫柱(27)，电池仓(28)，宝塔弹簧(29)，存储电路板(31)，红外调整垫柱(32)，红外安装板(33)以及前盖(34)；所述红外镜头(21)和所述可见光镜头(23)分别旋入前盖(34)左右两个阶梯孔中，两个所述限位挡圈(24)分别安装在所述红外镜头(21)和所述可见光镜头(23)的后端面，所述电池仓(28)安装在所述前盖(34)的后端面，周围封胶处理，所述宝塔弹簧(29)安装在电池仓(28)底部，起到预紧电池的作用；所述红外探测器组件(30)与所述红外安装板(33)固定，并通过所述红外调整垫柱(32)进行后截距调整；所述存储电路板(31)安装在所述红外探测器组件(30)下方；所述微光CCD成像组件(26)与所述可见光安装板(25)固定，并通过所述可见光调整垫柱(27)来进行后截距调整；所述电池盖组件(22)压入所述前盖(34)中。
3.如权利要求2所述的一种具有图像融合功能的昼夜合一望远镜，其特征是：所述主壳体组件(2)包括：主壳体(35)，护皮(36)，综合管理电路板(37)以及GPS/北斗模块(38)；所述护皮(36)罩在所述主壳体(35)上，所述综合管理电路板(37)从内部固定到所述主壳体(35)上，所述GPS/北斗模块(38)固定在所述综合管理电路板(37)上；所述综合管理电路板(37)用于实现图像融合，电源管理，按键三种功能。
4.如权利要求3所述的一种具有图像融合功能的昼夜合一望远镜，其特征是：所述后壳组件(3)包括：目镜(41)，后盖(42)，OLED挡片(43)，OLED显示器(44)，开关(45)，眼罩(46)，开关旋钮(47)，对外输出插座(48)；所述目镜(41)固定在所述后盖(42)的两个大的圆孔中，所述开关(45)和所述对外输出插座(48)分别固定在所述后盖(42)中间两个小孔中，所述OLED挡片(43)用胶水粘在所述后盖(42)的圆槽中，所述OLED显示器(44)分别固定在所述后盖(42)4个柱状凸起上，所述眼罩(46)套在所述目镜(41)上。
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| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20170104 |
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| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |