CN114285974A - 一种全局观察和主动激光跟踪的全景监控系统 - Google Patents
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Abstract
一种全局观察和主动激光跟踪的全景监控系统属于光学跟踪技术领域，目的在于解决现有技术存在的装置复杂、存在视野盲区以及难以批量生产的问题。本发明的一种全局观察和主动激光跟踪的全景监控系统包括：支撑平台；通过隔振平台支撑在支撑平台上的全景观察平台，所述全景观察平台至少包括多个圆周均布的定焦工业相机，多个所述定焦工业相机相邻两个的镜头视场角相交，通过多个所述定焦工业相机采集360°图像信息；设置在所述全景观察平台上的激光跟踪平台；以及上位机，所述全景观察平台的多个定焦工业相机采集的多个图像经上位机的图像处理系统通过拼接融合算法获得全向视觉图像并提取感兴趣区域，将感兴趣区域的信息传递至激光跟踪平台进行跟踪。
Description
技术领域
本发明属于光学跟踪技术领域，具体涉及一种全局观察和主动激光跟踪的全景监控系统。
背景技术
随着电子通讯和图像技术的发展，全景成像已经逐步应用到如环视相机，大视场相机、全景监控器及视频会议等各个行业中。全景监控系统相较于传统的监视器，监控方位更加立体，简化了监控装置，节约了监控成本。但是现阶段全景监控，多采用球面多摄像头拍摄系统或云台扫描，装置体积大；现有技术的红外全景系统分为两类：一类通过多个红外机芯拼接完成全景图像，由于红外机芯价格昂贵，此类系统的制造和维护成本极高；另一类采用单个红外机芯及多个光学透镜实现大角度成像，成像角度并非360°，存在视野盲区，且多个光学透镜的设置使得光学调试复杂，难以批量生产。
发明内容
本发明的目的在于提出一种全局观察和主动激光跟踪的全景监控系统，解决现有技术存在的装置复杂、存在视野盲区以及难以批量生产的问题。实现对目标场景的全景监控、动态目标实时追踪，并且具备1km以上广视野、低照度情况下工作的能力。
为实现上述目的，本发明的一种全局观察和主动激光跟踪的全景监控系统包括：
支撑平台；
通过隔振平台支撑在支撑平台上的全景观察平台，所述全景观察平台至少包括多个圆周均布的定焦工业相机，多个所述定焦工业相机相邻两个的镜头视场角相交，通过多个所述定焦工业相机采集360°图像信息；
设置在所述全景观察平台上的激光跟踪平台；
以及上位机，所述全景观察平台的多个定焦工业相机采集的多个图像经上位机的图像处理系统通过拼接融合算法获得全向视觉图像并提取感兴趣区域，将感兴趣区域的信息传递至激光跟踪平台进行跟踪。
所述隔振平台为多个均匀分布的橡胶阻尼器。
所述全景观察平台还包括全景舱体，所述全景舱体下端通过隔振平台支撑，全景舱体侧壁圆周均布多个通孔；多个所述定焦工业相机位于所述全景舱体内，多个所述定焦工业相机的镜头和多个所述通孔配合。
全景舱体内形成气密舱。
所述定焦工业相机的数量为九个。
所述激光跟踪平台包括：
激光云台，所述激光云台包括设置在所述全景观察平台上绕竖直轴线回转的回转台以及设置在所述回转台上的俯仰台；
设置在所述俯仰台上的变焦工业相机；
以及设置在所述俯仰台上的激光光源，所述变焦工业相机以及激光光源通过激光云台带动实现回转运动和俯仰运动。
所述激光光源包括输出红外光波段的半导体激光器以及激光变焦扩束系统。
所述激光光源的激光变焦扩束系统和所述变焦工业相机变焦倍数相同。
所述定焦工业相机和所述变焦工业相机的镜头前端设置有微型气密舱，舱内设置有惰性气体。
本发明的有益效果为：本发明的一种全局观察和主动激光跟踪的全景监控系统对采用全景观察平台的定焦工业相机对周边360度区域无死角的全局监视，使用图像处理系统实现对视场内运动目标的实时捕获与连续跟踪，同时将所感兴趣的目标指引信息传递给激光跟踪平台，借助高倍光学变焦优势实现对目标的辨识和目标指引。采用低照度探测技术、长焦探测技术，使本系统可以在远距离、夜晚星光条件下使用，实现对移动设备周边数百米范围内的视场连续普査观测，完成运动目标快速捕获和持续跟踪。同时，激光跟踪平台使用红外光波段的半导体激光机实现夜晚工作下的激光不补光，保证了激光充满变焦系统视场，不存在暗点。
附图说明
图1为本发明的一种全局观察和主动激光跟踪的全景监控系统逻辑示意图；
图2为本发明的一种全局观察和主动激光跟踪的全景监控系统整体结构示意图；
图3为本发明的一种全局观察和主动激光跟踪的全景监控系统中定焦工业相机分布示意图；
图4为本发明的一种全局观察和主动激光跟踪的全景监控系统激光跟踪平台结构示意图；
其中：1、支撑平台，2、隔振平台，3、全景观察平台，301、全景舱体，302、定焦工业相机，4、激光跟踪平台，401、激光云台，402、回转台，403、俯仰台，404、变焦工业相机，405、激光光源。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施方式作进一步说明。
参见附图1-附图4，本发明的一种全局观察和主动激光跟踪的全景监控系统包括：
支撑平台1；
通过隔振平台2支撑在支撑平台1上的全景观察平台3，所述全景观察平台3至少包括多个圆周均布的定焦工业相机302，多个所述定焦工业相机302相邻两个的镜头视场角相交，通过多个所述定焦工业相机302采集360°图像信息；
设置在所述全景观察平台3上的激光跟踪平台4；
以及上位机，所述全景观察平台3的多个定焦工业相机302采集的多个图像经上位机的图像处理系统通过拼接融合算法获得全向视觉图像并提取感兴趣区域，将感兴趣区域的信息传递至激光跟踪平台4进行跟踪。
所述隔振平台2为多个均匀分布的橡胶阻尼器。共振频率在30Hz左右，有效的隔绝常见发动机频率，隔绝效率在80％以上。
所述全景观察平台3还包括全景舱体301，所述全景舱体301下端通过隔振平台2支撑，全景舱体301侧壁圆周均布多个通孔；多个所述定焦工业相机302位于所述全景舱体301内，多个所述定焦工业相机302的镜头和多个所述通孔配合。
全景舱体301内形成气密舱。
所述定焦工业相机302的数量为九个。
所述激光跟踪平台4包括：
激光云台401，所述激光云台401包括设置在所述全景观察平台3上绕竖直轴线回转的回转台402以及设置在所述回转台402上的俯仰台403；
设置在所述俯仰台403上的变焦工业相机404；本实施例中变焦工业相机404选用sony的FCB-EV7500、FCB-EV7100、FCB-EV7300、FCB-EV5500、FCB-EV7310或FCB-EV5300型号的相机；
以及设置在所述俯仰台403上的激光光源405，所述变焦工业相机404以及激光光源405通过激光云台401带动实现回转运动和俯仰运动。本实施例中的激光光源405为变焦激光补偿灯，选用三千米光电公司型号为R-808-1500-S的变焦激光补偿灯。
所述激光光源405包括输出红外光波段的半导体激光器以及激光变焦扩束系统。
所述激光光源405的激光变焦扩束系统和所述变焦工业相机404变焦倍数相同。
变焦工业相机404在激光云台401的旋转下始终将跟踪采集目标信息，并具备激光照明补光功能。激光跟踪平台4可以对区域目标进行跟踪监视，具有高精度的激光云台401，激光云台401选用“两轴U型架”结构，保证目标始终保持在视场中心。
激光跟踪平台4为了确保对目标精确识别与跟踪，使用大变倍比变焦光学系统。变焦光学系统采用四组机械变焦光学结构，分为两个固定组和变倍组，补偿组。在变焦过程中变倍组沿光轴做直线运动，补偿组做曲线运动，这两组透镜规律地运动既能达到变焦系统变倍的目的又能保证像面稳定不变。
激光跟踪平台4为了实现夜晚工作提供激光补光，使用红外光波段的半导体激光器，红外激光光源405有两部分组成：红外半导体激光器及激光变焦扩束系统。激光变焦扩束系统与变焦成像系统具有相同的变焦倍数，二者可以实现同步变焦功能，保证变焦系统在工作过程中，激光充满变焦系统视场，不存在暗点。
图像处理系统可实现基于多个CCD静态固定实时无缝拼接技术，在硬件电路上使用一款36MHz的CCD信号处理器，运用皮秒级别的分辨率调整高速时钟，还具备同步输入的片内同步发生器，为多路CCD同步采集提供了硬件接口。
本申请具备户外镜头保护装置，设计微型气密舱安装在镜头前端，通过充惰性气体防止水雾生成影响成像。如氮气。微型气密舱前端设置可更换保护玻璃，可防止镜头透镜被划伤。
Claims (9)
1.一种全局观察和主动激光跟踪的全景监控系统，其特征在于，包括：
支撑平台(1)；
通过隔振平台(2)支撑在支撑平台(1)上的全景观察平台(3)，所述全景观察平台(3)至少包括多个圆周均布的定焦工业相机(302)，多个所述定焦工业相机(302)相邻两个的镜头视场角相交，通过多个所述定焦工业相机(302)采集360°图像信息；
设置在所述全景观察平台(3)上的激光跟踪平台(4)；
以及上位机，所述全景观察平台(3)的多个定焦工业相机(302)采集的多个图像经上位机的图像处理系统通过拼接融合算法获得全向视觉图像并提取感兴趣区域，将感兴趣区域的信息传递至激光跟踪平台(4)进行跟踪。
2.根据权利要求1所述的一种全局观察和主动激光跟踪的全景监控系统，其特征在于，所述隔振平台(2)为多个均匀分布的橡胶阻尼器。
3.根据权利要求1所述的一种全局观察和主动激光跟踪的全景监控系统，其特征在于，所述全景观察平台(3)还包括全景舱体(301)，所述全景舱体(301)下端通过隔振平台(2)支撑，全景舱体(301)侧壁圆周均布多个通孔；多个所述定焦工业相机(302)位于所述全景舱体(301)内，多个所述定焦工业相机(302)的镜头和多个所述通孔配合。
4.根据权利要求3所述的一种全局观察和主动激光跟踪的全景监控系统，其特征在于，全景舱体(301)内形成气密舱。
5.根据权利要求1-4中任意一项所述的一种全局观察和主动激光跟踪的全景监控系统，其特征在于，所述定焦工业相机(302)的数量为九个。
6.根据权利要求1-4中任意一项所述的一种全局观察和主动激光跟踪的全景监控系统，其特征在于，所述激光跟踪平台(4)包括：
激光云台(401)，所述激光云台(401)包括设置在所述全景观察平台(3)上绕竖直轴线回转的回转台(402)以及设置在所述回转台(402)上的俯仰台(403)；
设置在所述俯仰台(403)上的变焦工业相机(404)；
以及设置在所述俯仰台(403)上的激光光源(405)，所述变焦工业相机(404)以及激光光源(405)通过激光云台(401)带动实现回转运动和俯仰运动。
7.根据权利要求6所述的一种全局观察和主动激光跟踪的全景监控系统，其特征在于，所述激光光源(405)包括输出红外光波段的半导体激光器以及激光变焦扩束系统。
8.根据权利要求7所述的一种全局观察和主动激光跟踪的全景监控系统，其特征在于，所述激光光源(405)的激光变焦扩束系统和所述变焦工业相机(404)变焦倍数相同。
9.根据权利要求6所述的一种全局观察和主动激光跟踪的全景监控系统，其特征在于，所述定焦工业相机(302)和所述变焦工业相机(404)的镜头前端设置有微型气密舱，舱内设置有惰性气体。
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