CN111953878B - 激光清障器的成像瞄准装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了激光清障器的成像瞄准装置，包括数字摄像机、主控板和显示器；主控板上设有数字信号处理模组和准心数据库存储模组；数字信号处理模组包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行计算机程序时实现以下步骤：S1从数字摄像机获取由图像模拟信号转化所得的图像数字信号；S2根据目测得到的障碍物与激光清障器之间的距离从准心数据库存储模组中调用预存的准心数据信号；S3将准心数据信号与图像数字信号进行叠加，得到图像输出数字信号；S4对图像输出数字信号进行解码，得到图像输出模拟信号，将图像输出模拟信号传输至显示器进行显示。激光清障器的成像瞄准装置适用于光照强度较大的环境。

Description

激光清障器的成像瞄准装置
本案是以申请日为2018-07-02，申请号为201810707339.3，名称为“激光清障器的成像瞄准方法及成像瞄准装置”的发明专利为母案而进行的分案申请。
技术领域
本发明涉及激光清障装置，尤其涉及激光清障器的成像瞄准装置。
背景技术
目前，市面上的激光清障器使用的瞄准方法是利用高倍监控摄像机对同轴输出的可见指示激光进行瞄准，由于可见指示激光是利用激光发射器中的合束装置将其与发射的不可见激光(工作激光)进行同轴输出(即合成一束路径的光输出)。因此通过摄像机对发出的可见光路径进行观察和瞄准，就可以判断出不可见激光的路径和作用点，简单的讲就是将可见指示激光作为不可见发射激光的参照光。
由于可见指示激光一般为功率较小的红外激光(也可以是绿光)，其功率一般是毫瓦级的，因此此类激光虽然照射上理论距离可以达到1000米甚至更远，但在实际使用中还要视使用环境的光照度情况而定。当在夜晚或者光照很低的阴天时，这类可见激光照射距离可以达到1000米甚至更远；但如果在使用环境光照强度较高的白天(如太阳照射的晴天)时，其照射距离将迅速下降。通过多种环境的试验，在光照强度很好的环境下，此类指示激光最多只能照射到20米到30米的距离，再远的距离将无法用摄像机或人眼观察到。
所以说，现有采用可见指示激光器进行瞄准的激光清障器不太适用于光照强度较大的使用环境。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供一种激光清障器的成像瞄准装置，该成像瞄准装置能够让激光清障器适用于光照强度较大的环境。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：激光清障器的成像瞄准装置，包括数字摄像机、主控板和显示器；
所述主控板上设有数字信号处理模组和准心数据库存储模组，所述准心数据库存储模组、所述数字摄像机和所述显示器分别与所述数字信号处理模组电连接；
所述数字信号处理模组包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现以下步骤：
S1：从数字摄像机获取由图像模拟信号转化所得的图像数字信号；
S2：根据目测得到的障碍物与激光清障器之间的距离从准心数据库存储模组中调用预存的准心数据信号；
S3：将所述准心数据信号与所述图像数字信号进行叠加，得到图像输出数字信号；
S4：对所述图像输出数字信号进行解码，得到图像输出模拟信号，将所述图像输出模拟信号传输至显示器进行显示；
其中，步骤S1可位于步骤S2之后。
本发明的有益效果在于：采用数字摄像机将图像模拟信号转化为数字信号后与准心数据信号进行叠加，在显示器显示的画面中，准心能够与激光光斑重合，从而让用户在使用过程中能够准确地观察到激光作用点位，即便是在光照强度较大的环境中用户也能够顺利地使用激光清障器。
附图说明
图1为本发明实施例一的激光清障器的成像瞄准装置的结构简化图；
图2为本发明实施例二的激光清障器的成像瞄准方法的流程图。
标号说明：
1、激光滤光片；
2、投影滤镜片；
3、数字摄像机；
4、数据处理板；
5、接口板；
6、显示器；
7、调控器。
具体实施方式
为详细说明本发明的技术内容、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图予以说明。
本发明最关键的构思在于：将准心数据信号与从数字摄像机获取的图像数字信号进行叠加，并将叠加后的数字信号解码后在显示器上显示。
激光清障器的成像瞄准方法，包括步骤：
S1：获取图像模拟信号并将所述图像模拟信号转化为图像数字信号；
S2：目测障碍物与激光清障器之间的距离，根据目测得到的所述距离从准心数据库中调用预存的准心数据信号；
S3：将所述准心数据信号与所述图像数字信号进行叠加，得到图像输出数字信号；
S4：对所述图像输出数字信号进行解码，得到图像输出模拟信号，显示器根据所述图像输出模拟信号进行显示；
其中，步骤S1可位于步骤S2之后。
从上述描述可知，本发明的有益效果在于：将图像模拟信号转化为数字信号后与准心数据信号进行叠加，在显示器显示的画面中，准心能够与激光光斑重合，从而让用户在使用过程中能够准确地观察到激光作用点位，即便是在光照强度较大的环境中用户也能够顺利地使用激光清障器。
进一步的，步骤S1之前包括步骤S11，对图像模拟信号进行过滤。
进一步的，所述图像模拟信号包括环境背景模拟信号和激光光斑模拟信号，步骤S4之后包括步骤S5，微调准心数据信号，使显示器所显示的画面中，准心与激光光斑重合。
由上述描述可知，由于障碍物与激光清障器之间目测距离可能会存在小范围的误差，这会导致显示器的显示画面中准心与激光光斑存在一定程度的偏差，用户可以通过微调准心数据信号使得准心与激光光斑精确重合，从而提高瞄准的准确度。
请参照图1和图2，激光清障器的成像瞄准装置，包括数字摄像机3、主控板和显示器6；
所述主控板上设有数字信号处理模组和准心数据库存储模组，所述准心数据库存储模组、所述数字摄像机3和所述显示器6分别与所述数字信号处理模组电连接；
所述数字信号处理模组包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现以下步骤：
S1：从数字摄像机3获取由图像模拟信号转化所得的图像数字信号；
S2：根据目测得到的障碍物与激光清障器之间的距离从准心数据库存储模组中调用预存的准心数据信号；
S3：将所述准心数据信号与所述图像数字信号进行叠加，得到图像输出数字信号；
S4：对所述图像输出数字信号进行解码，得到图像输出模拟信号，将所述图像输出模拟信号传输至显示器6进行显示；
其中，步骤S1可位于步骤S2之后。
本发明的工作原理简述如下：数字摄像机3获取图像模拟信号后，其本身自带的编码器会对图像模拟信号进行编码从而生成图像数字信号，再将图像数字信号与准心数据信号叠加后进行解码得到图像输出模拟信号，进而使得显示器6能够显示带有准心的画面，在该画面中，准心与激光光斑重合。
从上述描述可知，本发明的有益效果在于：采用数字摄像机3将图像模拟信号转化为数字信号后与准心数据信号进行叠加，在显示器显示的画面中，准心能够与激光光斑重合，从而让用户在使用过程中能够准确地观察到激光作用点位，即便是在光照强度较大的环境中用户也能够顺利地使用激光清障器。
进一步的，还包括滤镜装置，所述滤镜装置设于所述数字摄像机3的进光路径上。
进一步的，所述滤镜装置包括设于所述数字摄像机3进光路径上的激光滤光片1和设于所述数字摄像机3进光口的投影滤镜片2。
由上述描述可知，设置滤镜装置可以对数字摄像机获取的光进行过滤(即对图像模拟信号进行过滤)，弱化杂光、强化激光，从而使得用户能够在显示器上清晰地看到激光光斑。
进一步的，还包括用于调整准心数据信号的调控器7，所述调控器7与所述主控板电连接。
由上述描述可知，调控器上设有“上”、“下”、“左”和“右”按键，用户通过上述案件即可调整准心在显示器显示画面上的位置。
进一步的，还包括壳体，所述数字摄像机3、主控板和滤镜装置均设于所述壳体内，所述显示器6和所述调控器7均设于所述壳体的外部。
进一步的，所述壳体内还设有工作激光发射器、指示激光发射器和合束装置，所述合束装置用于将工作激光发射器发出的激光及指示激光发射器发出的激光合束，所述合束装置位于所述数字摄像机3的下方并位于所述壳体的出光路径上。
由上述描述可知，可见光指示激光作为辅助瞄准设备，有利于提高激光清障装置的成像瞄准功能的稳定性。
进一步的，所述主控板包括相互电连接的数据处理板4和接口板5，数字信号处理模组和准心数据库存储模组均设于所述数据处理板4上，所述显示器6通过所述接口板5与所述数字信号处理模组电连接。
由上述描述可知，数据处理板与接口板分开设置可以充分利用空间，有利于成像瞄准装置的小型化；另外，数据处理板与接口板中有任一个板出现损坏时，可以单独更换，有利于节约资源。
实施例一
请参照图1，本发明的实施例一为：激光清障器的成像瞄准装置，包括数字摄像机3、主控板和显示器6；
所述主控板上设有数字信号处理模组和准心数据库存储模组，所述准心数据库存储模组、所述数字摄像机3和所述显示器6分别与所述数字信号处理模组电连接；
所述数字信号处理模组包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现以下步骤：
S1：从数字摄像机3获取由图像模拟信号转化所得的图像数字信号，其中，所述图像模拟信号包括环境背景模拟信号和激光光斑模拟信号；
S2：根据目测得到的障碍物与激光清障器之间的距离从准心数据库存储模组中调用预存的准心数据信号；
S3：将所述准心数据信号与所述图像数字信号进行叠加，得到图像输出数字信号；
S4：对所述图像输出数字信号进行解码，得到图像输出模拟信号，将所述图像输出模拟信号传输至显示器6进行显示；
其中，步骤S1可位于步骤S2之后。
本实施例中，激光清障器的成像瞄准装置包括壳体(图未示)，所述数字摄像机3、主控板均设于所述壳体内，所述壳体的前端还设有滤镜装置，所述滤镜装置包括设于所述数字摄像机3进光路径上的激光滤光片1和设于所述数字摄像机3进光口的投影滤镜片2，外部光线依次经由所述激光滤光片1和投影滤镜片2后进入数字摄像机3内部；所述激光滤光片1固定在壳体上并位于所述壳体内部。
本实施例中，所用工作激光为波长为1064nm的激光光束，所述激光滤光片1同时运用了光截止技术、光的薄膜滤光技术和光的窄带滤光技术，通过该激光滤光片1的反射和吸收，只留下波长为1064nm的激光光束可以通过该激光滤光片1。光截止技术：是指能从复合光中滤掉全部长波或短波而仅保留所需波段范围的滤光片技术，分为短波截止滤光片和长波截止滤光片两种，前者可保留长波段，滤掉所有短波段辐射的光，后者则反之。光的薄膜滤光技术：光在传播路径过程中，附着在光学器件表面的厚度薄而均匀的介质膜层，通过分层介质膜层时的反射、透(折)射和偏振等特性，以得到想要的在某一或是多个波段范围内的光全部透过或全部反射或偏振分离等各特殊形态的光。光的窄带滤光技术：指让很窄的一个光波段范围内的光信号能通过，而其他不需要的光波段截止的一种光学滤光技术(一般当带宽小于中心波段5％以下称为窄带)，其功能是抑制干扰信号提高信噪比，它具体是通过薄膜干涉的原理实现的。
为了让显示器6画面上的准心与激光光斑准确叠加，激光清障器的成像瞄准装置还包括用于调整准心数据信号的调控器7，所述调控器7设于所述壳体的外部，所述调控器7与所述主控板电连接。用户通过操作调控器7上的按钮即可调节显示器6的显示画面中的准心的位置，使准心与激光光斑重合。本实施例中，准心数据库存储模组中存储有30m/50m/70m/90m/110m/150m/200m/250m/300m等目标物距离的准心数据，当障碍物与激光清障器的成像瞄准装置之间的间距为25m时，用户选择30m准心数据，显示器6的显示画面中的准心与激光光斑之间会存在一定的偏差，用户通过调控器7即可将准心与激光光斑调整到重合。
可选的，所述壳体内还设有工作激光发射器(图未示)、指示激光发射器(图未示)和合束装置(图未示)，所述合束装置用于将工作激光发射器发出的激光及指示激光发射器发出的激光合束，所述合束装置位于所述数字摄像机3的下方并位于所述壳体的出光路径上。
可选的，所述主控板包括相互电连接的数据处理板4和接口板5，数字信号处理模组和准心数据库存储模组均设于所述数据处理板4上，所述显示器6通过所述接口板5与所述数字信号处理模组电连接。
本实施例中，数字摄像机3为高倍数、高清一体化数字摄像机3，其最大可达到640倍变焦(其中40倍光学变焦和16倍数字变焦)；镜头焦距最大可达到300mm；接口输出为经过转换的数字化信号。具体技术指标如下：成像分辨率：1080P；光学变倍：40倍；数字变倍：16倍；成像距离：0～300米；变焦调整方式：自动式；设定有效距离：0～250米；工作温度：-20℃-70℃；工作温度：＞90％。
实施例二
请参阅图2，本发明的实施例二是实施例一激光清障器的成像瞄准装置所对应的激光清障器的成像瞄准方法，具体为：激光清障器的成像瞄准方法，包括步骤：
S1：利用数字摄像机获取图像模拟信号并将所述图像模拟信号转化为图像数字信号；
S2：目测障碍物与激光清障器之间的距离，根据目测得到的所述距离从准心数据库中调用预存的准心数据信号；
S3：将所述准心数据信号与所述图像数字信号进行叠加，得到图像输出数字信号；
S4：对所述图像输出数字信号进行解码，得到图像输出模拟信号，显示器根据所述图像输出模拟信号进行显示；
其中，步骤S1可位于步骤S2之后。
步骤S1之前包括步骤S11，利用滤镜装置对图像模拟信号进行过滤，具体做法是，在数字摄像机的进光路径上设置激光滤光片和投影滤镜片。
进一步的，所述图像模拟信号包括环境背景模拟信号和激光光斑模拟信号，步骤S4之后包括步骤S5，微调准心数据信号，使显示器所显示的画面中，准心与激光光斑重合。
综上所述，本发明提供的激光清障器的成像瞄准装置可以“指哪打哪”，与现有技术可见指示激光“打哪指哪”的瞄准方法相比，真正意义上实现了预先瞄准；而且，本发明提供的激光清障器的成像瞄准装置可以适用于光照强度较大的环境。
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同变换，或直接或间接运用在相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (7)

1.激光清障器的成像瞄准装置，其特征在于，包括数字摄像机、主控板和显示器；
所述主控板上设有数字信号处理模组和准心数据库存储模组，所述准心数据库存储模组、所述数字摄像机和所述显示器分别与所述数字信号处理模组电连接；
所述数字信号处理模组包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现以下步骤：
S1：从数字摄像机获取由图像模拟信号转化所得的图像数字信号；
S2：根据目测得到的障碍物与激光清障器之间的距离从准心数据库存储模组中调用预存的准心数据信号；
S3：将所述准心数据信号与所述图像数字信号进行叠加，得到图像输出数字信号；
S4：对所述图像输出数字信号进行解码，得到图像输出模拟信号，将所述图像输出模拟信号传输至显示器进行显示。
2.根据权利要求1所述的激光清障器的成像瞄准装置，其特征在于，还包括滤镜装置，所述滤镜装置设于所述数字摄像机的进光路径上。
3.根据权利要求2所述的激光清障器的成像瞄准装置，其特征在于，所述滤镜装置包括设于所述数字摄像机进光路径上的激光滤光片和设于所述数字摄像机进光口的投影滤镜片。
4.根据权利要求2所述的激光清障器的成像瞄准装置，其特征在于，还包括用于调整准心数据信号的调控器，所述调控器与所述主控板电连接。
5.根据权利要求4所述的激光清障器的成像瞄准装置，其特征在于，还包括壳体，所述数字摄像机、主控板和滤镜装置均设于所述壳体内，所述显示器和所述调控器均设于所述壳体的外部。
6.根据权利要求5所述的激光清障器的成像瞄准装置，其特征在于，所述壳体内还设有工作激光发射器、指示激光发射器和合束装置，所述合束装置用于将工作激光发射器发出的激光及指示激光发射器发出的激光合束，所述合束装置位于所述数字摄像机的下方并位于所述壳体的出光路径上。
7.根据权利要求1所述的激光清障器的成像瞄准装置，其特征在于，所述主控板包括相互电连接的数据处理板和接口板，数字信号处理模组和准心数据库存储模组均设于所述数据处理板上，所述显示器通过所述接口板与所述数字信号处理模组电连接。
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