CN106534812B - 一种监视瞄准设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种监视瞄准设备，用于对目标进行监视和瞄准，包括壳体、设置在壳体后端的目镜组件以及设置在壳体前端的物镜组件、设置在壳体内用于显示瞄准信息的信息显示组件以及将信息显示组件显示的信息和物镜组件观测的图像进行图像融合并投到目镜组件上的光学融像组件。本发明提供的监视瞄准设备，通过光学融像组件将监视瞄准设备的姿态信息、目标对象的位置信息、引导信息和目标图像进行光学融合，并显示到同一视场内，观测手能够实时的获得上述的瞄准信息，并根据瞄准信息快速的捕捉目标，使瞄准信息及目标图像同步显示，克服了外界物理信息的损失，对真实监视环境的无损显示，实现对运动的目标实时快速、准确的监视和瞄准。

Description

一种监视瞄准设备

技术领域

本发明涉及一种军用或民用的监视设备领域，特别是涉及一种能进行监视并瞄准的监视瞄准设备。

背景技术

在导弹发射领域，监视瞄准设备用于搜索和瞄准监视目标对象，现有技术中的监视设备都是观测手利用监视瞄准设备对目标对象进行搜索，搜索到目标对象后再进行瞄准。但是现有技术中的监视设备对于地面监视目标对象进行搜索瞄准时，地面的监视目标移动速度慢，而且距离较近，基本还能满足对目标对象进行搜索的需求。但是对于空中移动的监视目标对象，由于现有技术中的监视瞄准设备对空观测的瞄准设备视场小，目标的位置都比较远，并且移动非常快，在没有目标引导的情况下，仅仅依靠人力搜索、瞄准运动目标非常困难。尤其是对夜间空中运动的目标对象进行监视，夜晚光线差进一步增加了对夜间目标对象进行搜索的困难。并且现有技术中的监视瞄准设备都只是能看到目标的轮廓，不能看到目标的精确位置，因此对目标实时快速、精确的瞄准也比较困难。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种能够同时获得监视目标的精确位置信息和轮廓形状的监视瞄准设备，实现对监视的目标对象实时快速、精确的搜索和瞄准。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种监视瞄准设备，包括壳体、设置在该壳体内部后端的目镜组件以及设置在该壳体内部前端的物镜组件，该监视瞄准设备还包括设置在该壳体内用于显示瞄准信息的信息显示组件以及将该信息显示组件显示的信息和该物镜组件观测的图像进行图像融合并投到该目镜组件上的光学融像组件。

进一步优选地，上述监视瞄准设备还包括用于采集物镜组件上成像的图像采集器以及与该图像采集器电连接的将所述图像采集器采集的图像进行显示的图像显示器。

进一步优选地，上述图像采集器为红外探测器。

进一步优选地，上述信息显示组件包括瞄准信息产生器以及将该瞄准信息产生器输出的瞄准信息进行显示的信息显示器。

进一步优选地，上述光学融像组件包括分光镜，上述图像显示器与上述信息显示器相互垂直设置，该分光镜位于该图像显示器与该信息显示器的光轴交汇处，上述图像显示器上显示的图像由该分光镜透射或反射进入该目镜组件，上述信息显示器上显示的瞄准信息由该分光镜对应的反射或透射进入该目镜组件。

进一步优选地，上述瞄准信息产生器包括接收外部瞄准信息的通信接口。

进一步优选地，上述通信接口采用VGA接口。

进一步优选地，上述图像显示器及上述信息显示器均为OLED显示器。

进一步优选地，上述分光镜由两块45°等边直角三棱镜拼合而成。

进一步优选地，上述瞄准信息包括：目标对象的位置信息、监视瞄准设备的位置信息、监视瞄准设备的姿态信息、方向坐标图以及引导信息。

进一步优选地，上述物镜组件、上述红外探测器、上述图像显示器和上述目镜组件处于同一水平主光轴上，该信息显示器的光轴与该水平主光轴垂直设置，上述分光镜的拼合面与水平主光轴之间呈顺时针45°夹角设置，该图像显示器与该分光镜的前侧面贴合放置，该信息显示器与该分光镜的上侧面贴合放置，该目镜组件与该分光镜的后侧面贴合放置，该图像显示器上显示的图像由该分光镜透射进入该目镜组件，该信息显示器上显示的瞄准信息由该分光镜反射进入该目镜组件。

本发明的有益效果是：本发明提供的监视瞄准设备，通过物镜组件对目标对象进行图像采集，通过信息显示组件获取瞄准信息，优选地，瞄准信息包括：目标对象的位置信息、监视瞄准设备的姿态信息、方向坐标图以及引导信息。通过光学融像组件将瞄准信息和目标图像进行光学融合，并显示到同一视场内，使观测手同时获得监视目标的精确位置信息以及轮廓形状，并根据瞄准信息快速的捕捉目标，使瞄准信息及目标图像实时同步显示，克服了外界物理信息的损失，对真实监视环境的无损显示，实现对目标对象尤其是对空中运动较快的目标对象实时快速、精准的捕捉和瞄准。

进一步，设置的图像采集器能够将光信号转换成电信号，传输到图像显示器上进行显示，减少了观测图像的距离对图像清晰度的影响，监视远距离的目标对象时，使获得的图像同样较为清晰。

进一步，图像采集器采用红外探测器，使本发明的监视瞄准设备在白天和夜晚都能使用。

进一步，光学融像组件为分光镜，通过光学原理进行图像信息的融合，能够使瞄准信息和图像信息进一步快速的在同一视场里进行显示，整个监视瞄准设备结构更紧凑。

进一步，采用VGA接口接收总控中心的瞄准信息，进一步降低了传输过程中对瞄准信息图像的损失。

进一步，图像显示器及信息显示器均为OLED显示器，OLED显示器体积小，功耗低，发光效率高，可视角度更大，且制造工艺简单，成本低廉。

进一步，分光镜由两块45°等边直角三棱镜拼合而成，有效的减少了图像的重影。

附图说明

图1是本发明监视瞄准设备的实施例的结构示意图；

图2是本发明监视瞄准设备的实施例的光学原理图；

图3是本发明监视瞄准设备的实施例经过光学融像组件后的融像示意图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。

本技术领域技术人员可以理解的是，本发明中涉及到的相关模块及其实现的功能是在改进后的硬件及其构成的装置、器件或系统上搭载现有技术中常规的计算机软件程序或有关协议就可实现，并非是对现有技术中的计算机软件程序或有关协议进行改进。例如，改进后的计算机硬件系统依然可以通过装载现有的软件操作系统来实现该硬件系统的特定功能。因此，可以理解的是，本发明的创新之处在于对现有技术中硬件模块的改进及其连接组合关系，而非仅仅是对硬件模块中为实现有关功能而搭载的软件或协议的改进。

本技术领域技术人员可以理解的是，本发明中提到的相关模块是用于执行本申请中所述操作、方法、流程中的步骤、措施、方案中的一项或多项的硬件设备。所述硬件设备可以为所需的目的而专门设计和制造，或者也可以采用通用计算机中的已知设备或已知的其他硬件设备。所述通用计算机有存储在其内的程序选择性地激活或重构。

本技术领域技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本发明的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。应该理解，当我们称元件被“连接”或“耦接”到另一元件时，它可以直接连接或耦接到其他元件，或者也可以存在中间元件。此外，这里使用的“连接”或“耦接”可以包括无线连接或耦接。这里使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的任一单元和全部组合。

本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。

下面结合附图对本发明的技术方案做进一步的详细说明：

本发明提供的一种监视瞄准设备的实施例，如图1-2所示，包括壳体1、设置在该壳体1内部后端的目镜组件2以及设置在该壳体1内部前端的物镜组件3，该监视瞄准设备还包括设置在该壳体1内用于显示瞄准信息的信息显示组件4以及将该信息显示组件4显示的信息和该物镜组件3观测的图像进行信息图像融合并投到该目镜组件2上的光学融像组件。

进一步优选地，本实施例的本发明的监视瞄准设备还包括采集物镜组件上成像的图像采集器以及与该图像采集器电连接的将该图像采集器采集的图像进行显示的图像显示器6。

进一步优选地，由于被监视的目标大多数在夜间活动比较频繁，所以监视瞄准设备在夜间使用较为频繁，但是由于夜间光线很差，为了能使本发明的监视瞄准设备在夜间同样也能对监视的目标对象进行精确的监视，本实施例的图像采集器为红外探测器5。红外探测器采用现有技术中的红外探测器设备，探测的原理为：目标对象发出的红外辐射，经物镜组件3聚焦成像在红外探测器上，红外探侧器接收经物镜组件3成像后的红外辐射能量分布图形，利用光伏效应将其转换成与目标对象辐射分布相对应的电信号，再经数字化处理、非均匀校正、图像处理、视频合成，显示到图像显示器6，获得可见的目标对象的图像。红外探测器使用340～240像元的高性能非致冷焦平面阵列器件。

物镜组件3、红外探测器5、图像显示器6组合使用能够获取目标对象的红外图像，使本发明的监视瞄准设备的实施例既能在白天对目标对象进行监视瞄准同样也能对夜间的目标对象进行监视瞄准。

进一步优选地，信息显示组件4包括瞄准信息产生器7以及将瞄准信息产生器7输出的瞄准信息进行显示的信息显示器8。

进一步优选地，瞄准信息产生器7包括接收外部瞄准信息的通信接口。这里的外部瞄准信息即包括由专门的瞄准设备产生并输出的瞄准信息，例如探测雷达设备对目标距离、方位的探测信息；也包括由多种瞄准设备或传感器探测感知后，再经过总控中心的信息融合后传输过来的目标信息等。

优选的，本实施例中的通信接口为VGA接口。VGA接口能够无损的将瞄准信息的数字信号显示到信息显示器8上。当然还可以根据需求，通信接口采用数据接口，数据接口包括计算机网络接口、串行数据接口等。

进一步优选地，如图2所示，上述的光学融像组件包括分光镜9，优选地该分光镜9由两块45°等边直角三棱镜拼合而成，这样的分光镜有效减小了图像的重影。进一步优选地分光镜9的长为26.5mm、宽为16mm、高为16mm，该分光镜9的分光比为1:1，分光镜9的中心波长为420nm～780nm，这样分光镜9同时能够对目标图像和信息图像进行透射和反射并投射到目镜组件2上。图像显示器6与信息显示器8相互垂直设置，分光镜9位于图像显示器6与信息显示器8的光轴交汇处。

进一步优选地，物镜组件3、红外探测器5、图像显示器6、和目镜组件2处于同一水平主光轴上，信息显示器8的光轴与水平主光轴垂直设置，分光镜9的拼合面与水平主光轴之间呈顺时针45°夹角设置，图像显示器6上显示的图像由分光镜9透射进入目镜组件2，信息显示器8上显示的瞄准信息由分光镜9反射进入目镜组件2。

进一步优选地，上述瞄准信息包括：目标对象的位置信息、监视瞄准设备的姿态信息、方向坐标图以及引导信息。

如图1和图2所示，本发明的监视瞄准设备在对目标对象进行监视瞄准时，首先通过红外探测器5和物镜组件3对外部监视目标的图像进行获取，并将获取的红外目标图像D1显示到图像显示器6上，信息显示组件4中的信息显示器8通过VGA接口接收并显示由总控中心传输过来的瞄准信息D2。瞄准信息D2中的目标对象的位置信息、监视瞄准设备的位置信息、监视瞄准设备的姿态信息、引导信息根据需要分别分布在信息显示器8的上下左右四个方位，方向坐标图以信息显示器8的中心为中心显示，图像显示器6上显示的红外目标图像由分光镜9透射进入目镜组件2，信息显示器8上显示的瞄准信息由分光镜9反射进入目镜组件2。这样能够使观测手不仅可以看到上级送入瞄准信息，即包括引导信息、目标对象的位置信息、监视瞄准设备的位置信息和监视瞄准设备的姿态信息，并根据引导信息以及目标对象的位置信息快速的捕捉到目标对象，并根据目标的真实图像以及引导信息对目标对象进行精确的瞄准，实现了使观测手实时快速、准确的对监视目标对象进行捕捉和瞄准。

目镜组件2中显示的内容以图3所示为例，D1为目标对象的图像，由于目标对象是运动的，所以在监视瞄准过程中，目标对象的图像可能是任意位置，但是监视瞄准设备以目标图像位于目镜组件2的中心位置为瞄准位置，也就是说当目标对象的图像D1位于目镜组件2的中心位置时，此时监视瞄准设备已经瞄准了目标对象。S5为方向坐标图以目镜组件2的中心为中心显示，对观测手起到方向引导的作用。目镜组件2左侧显示的是本监视瞄准设备的信息和目标对象的位置信息，目标对象的位置信息按照目标对象距离监视瞄准设备水平距离的远近，由上向下依次排列列出。图3所示的是监视瞄准飞机的目镜组件上显示的内容，其中S4显示的是当前监视瞄准设备的设备信息，其中06为当前监视瞄准设备的编号，50km为当前监视瞄准设备显示区半径为50km。S1显示的是显示半径内的一个目标对象的位置信息，显示在S4的下方位置，其中，01代表标号为01的目标对象，D2760代表目标对象01距离监视瞄准设备的水平距离为2760m，H800代表目标对象01距离监视瞄准设备的高度为800m，V300代表目标对象01移动速度为300m/s。S2显示的是显示半径内的另一个目标对象的位置信息，并显示在了S1的下方，其中，04代表标号为04的目标对象，D3707代表目标对象04距离监视瞄准设备的水平距离为3707m，H6373代表目标对象04距离监视瞄准设备的高度为6373m，V0代表目标对象04移动速度为0m/s。目镜组件的左侧显示的是监视瞄准设备的姿态信息S3，其中，A0825代表监视瞄准设备的高低角825密位，E3894代表监视瞄准设备的方位角为3894密位。S6为引导信息，显示在目镜组件2的下方，引导监视瞄准设备在水平和竖向两个方向进行偏转以瞄准目标对象。目镜组件2上在显示半径内显示的黑色圆点、黑色三角形、以及衬在01和04下方的黑色方框背景分别代表不同类型的目标对象。当然显示界面上显示的信息可以根据需求进行增减，根据不同类型的目标对象，在显示界面上显示目标对象的方位角、目标对象的高低角、目标对象的姿态等信息。在本实施例中，在同一目镜组件中，观测手不仅可以准确的看到飞机的真实图像，同时还可以看到上级传送的用于瞄准飞机的引导信息、飞机的位置信息、监视瞄准设备的姿态信息，并可以根据引导信息快速的去捕捉和瞄准飞机，克服了现有技术中的监视瞄准设备的外界物理信息的损失，实现对飞机实时、快速的捕捉和瞄准。

在其它的实施例中，监视瞄准设备可以不设置图像采集器及图像显示器，直接由物镜组件对目标对象的图像进行获取，然后由分光镜光投到目镜组件上。

在其它的实施例中，上述的图像采集器还可以为电荷藕合器件图像传感器CCD，该传感器能将白天监视的目标对象的图像的光线转变成电荷，然后在图像显示器上显示采集的目标对象的图像。

在其它的实施例中，上述的光学融像组件还可以设置成如下结构，包括一个设置在物镜组件后端的图像采集装置，该图像采集装置与信息显示器电连接，目镜组件与信息显示器同轴线设置。在使用时，外部的目标对象的图像通过物镜组件投入到本发明的监视瞄准设备内部，再由图像采集装置对该图像进行采集，然后通过电连接的通信接口将采集的图像显示到信息显示器上，观测手通过目镜组件对信息显示器上显示的信息直接的进行观测，同时获得目标对象的轮廓图像和瞄准信息。包括该结构的光学融像组件的监视瞄准设备，同样能够实现本发明的图像和瞄准信息进行光学融合的目的。

在其它的实施例中，上述的图像显示器6还可以和信息显示器8位置交换，这样图像显示器6上显示的图像由分光镜9反射进入到目镜组件2，信息显示器8上显示的瞄准信息由分光镜9透射进入目镜组件2。

在其它的实施例中，图像显示器6和信息显示器8无论如何进行放置，只要能够实现将两个显示器上显示的图像分别通过分光镜9进行图像融合，然后光投到目镜组件2上，即可实现图像和瞄准信息进行光学融合的目的。

进一步优选地，图像显示器6及信息显示器8均为OLED显示器，OLED是一种由有机分子薄片组成的固态装置，施加电力之后就能发光，属于自发光无需背光灯，具有较高的可视度和亮度。OLED显示屏幕具有体积小，功耗低，发光效率高，可视角度更大，且制造工艺简单，成本低廉等特点，在本发明中优选地用于对成像的显示。

进一步优选地，目镜组件2由一号目镜10和二号目镜11组成的胶合镜片，该胶合镜片的出筒直径为20mm，视场为35°。胶合镜片能够减少光能损失，增加成像清晰度。

进一步优选地，图像显示器6与分光镜9的前侧面贴合放置，信息显示器8与分光镜9的上侧面贴合放置，目镜组件2与分光镜9的后侧面贴合放置，贴合放置能够使图像显示器6上显示的图像清晰无损的透过分光镜9投射到目镜组件2上，使信息显示器8上显示的瞄准信息清晰无损的通过分光镜9反射到目镜组件2上。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (7)

1.一种监视瞄准设备，包括壳体、设置在所述壳体内部后端的目镜组件以及设置在所述壳体内部前端的物镜组件，其特征在于，所述监视瞄准设备还包括设置在所述壳体内用于显示瞄准信息的信息显示组件，以及将所述信息显示组件显示的信息和所述物镜组件观测的图像进行信息图像融合并投到所述目镜组件上的光学融像组件，所述监视瞄准设备还包括用于采集物镜组件上成像的图像采集器以及与所述图像采集器电连接的将所述图像采集器采集的图像进行显示的图像显示器，所述信息显示组件包括瞄准信息产生器以及将所述瞄准信息产生器输出的瞄准信息进行显示的信息显示器，所述光学融像组件包括分光镜，所述图像显示器与所述信息显示器相互垂直设置，所述分光镜位于所述图像显示器与所述信息显示器的光轴交汇处，所述图像显示器上显示的图像由所述分光镜透射或反射进入所述目镜组件，所述信息显示器上显示的瞄准信息由所述分光镜对应反射或透射进入所述目镜组件。

2.根据权利要求1所述监视瞄准设备，其特征在于，所述图像采集器为红外探测器。

3.根据权利要求2所述监视瞄准设备，其特征在于，所述瞄准信息产生器包括接收外部瞄准信息的通信接口。

4.根据权利要求3所述监视瞄准设备，其特征在于，所述通信接口采用VGA接口。

5.根据权利要求4所述监视瞄准设备，其特征在于，所述图像显示器及所述信息显示器均为OLED显示器，所述分光镜由两块45°等边直角三棱镜拼合而成。

6.根据权利要求5所述监视瞄准设备，其特征在于，所述瞄准信息包括：目标对象的位置信息、监视瞄准设备的姿态信息、方向坐标图以及引导信息。

7.根据权利要求6所述监视瞄准设备，其特征在于，所述物镜组件、所述红外探测器、所述图像显示器和所述目镜组件处于同一水平主光轴上，所述信息显示器的光轴与所述水平主光轴垂直设置，所述分光镜的拼合面与光轴相交右侧形成45°夹角，所述图像显示器与所述分光镜的前侧面贴合放置，所述信息显示器与所述分光镜的上侧面贴合放置，所述目镜组件与所述分光镜的后侧面贴合放置，所述图像显示器上显示的图像由所述分光镜透射进入所述目镜组件，所述信息显示器上显示的瞄准信息由所述分光镜反射进入所述目镜组件。