CN201114535Y - 超远程雷达与视频联动控制系统 - Google Patents

超远程雷达与视频联动控制系统 Download PDF

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CN201114535Y
CN201114535Y CNU2007200713930U CN200720071393U CN201114535Y CN 201114535 Y CN201114535 Y CN 201114535Y CN U2007200713930 U CNU2007200713930 U CN U2007200713930U CN 200720071393 U CN200720071393 U CN 200720071393U CN 201114535 Y CN201114535 Y CN 201114535Y
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倪锡高
许猛
杨振祥
周金华
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Shanghai Guanlin Electrical Appliance (Haian) Co., Ltd.
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SHANGHAI GUANLIN YINBAO TECHNOLOGY Co Ltd
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Abstract

本实用新型公开了一种超远程雷达与视频联动控制系统，包括雷达和雷达信息处理系统；在观察所顶部安装长焦镜头、数字高清晰度摄像机、全向数字高精度云台，在观察所控制室内安装视频联动控制电脑、数字矢量控制键盘、监视器；指控中心；它们之间通过网络连接。本实用新型实现了光、电观察手段的一体化与雷达系统的信息综合使用，解决了目前人工光学观察搜索速度和准确性都比较差的问题，实现了光学观察的数字化、网络化及自动化。本系统将大大提高目标搜索和跟踪的速度和精度，降低值班人员的劳动强度。

Description

超远程雷达与视频联动控制系统
技术领域
本发明是一种可与雷达联动的超远程视频控制系统。
技术背景
为了准确及时地发现跟踪目标，做好海面搜救和环保监察工作，海事部门在各港口设立了哨所，这些哨所大多配备两种设备：一种是利用电磁波反射原理进行目标探测的雷达设备，另一种是各种光学侦察设备，包括对海、对空和夜间观察用的望远镜。这两种装备各有特长，雷达设备能够进行大范围的搜索，其探测半径一般均可达几十公里以上，并且基本不受光学能见度的影响，但是所获目标信息不直观且存在目标的判性和判断准确性问题；光学侦察设备对目标的观察具有信息目标直观且判断准确的特点，其主要的缺点是观察范围有限，观察半径受光学能见度制约。同时，这两类设备所获取的信息需要人工进行综合，雷达所获得的目标位置、运动方向和速度等信息无法自动传递给光学侦察设备，在雷达发现目标后往往需要经过一段时间的人工搜索才能发现与雷达目标相匹配的目标，特别是在比较复杂的环境中这个搜索时间将会大大增加；此外，现有光学侦察装备是非数字化的，这样就无法对影像进行保存、传输和取证。
发明内容
本发明针对上述问题，提供了一种结构合理，操作简便，实用性强的超远程雷达与视频联动控制系统，解决目前人工光学观察搜索速度和准确性都比较差的问题。
本发明包括观察所和控制中心，在观察所顶部安装全向数字高精度云台、在全向数字高精度云台上设有数字高清晰度摄像机，数字高清晰度摄像机配有长焦镜头；在观察所内设有视频联动控制系统电脑和雷达控制电脑，它们之间通过网络线连接；在控制中心内配置远程视频网络工作站和远程雷达控制电脑；观察所内视频联动控制系统电脑与控制中心内远程视频网络工作站通过网络线连接；在控制中心内远程雷达控制电脑和观察所内的雷达控制电脑通过网络线连接。所述的视频联动控制系统电脑包括云台电脑、转换器、键盘和编解码器组成，它们之间用数据线连接；所述的控制中心内远程视频网络工作站包括解码器、监视器和键盘组成，它们之间用数据线连接。
本发明提供了一种由前端侦(观)察设备、信号采集与处理系统、网络传输与控制等组成，具有雷达视频信息与光学图像联动识别、远程传输、信息融合、多级分权控制等功能的超远程雷达与视频联动控制系统，实现了光、电侦察手段的一体化与雷达系统的信息综合使用，解决了目前人工光学观察搜索速度和准确性都比较差的问题，实现了光学观察的数字化、网络化及自动化。本系统将大大提高目标搜索和跟踪的速度和精度，降低值班人员的劳动强度，也提高了对海侦察情报效益。
该项目运用雷达目标信号，通过集成高分辨率摄像机、超远程变焦镜头、高精度数字云台等可控的前端侦察设备和自主开发的雷达信号采集与编码、远程网络传输、后端控制系统，实现了雷达目标信号与光学图像相联动的远程监控；采用图像矢量处理和地形屏蔽技术，将雷达图像与电子地图透明叠加，实现了对海上目标的有效跟踪；运用多通道并行和目标信息相关技术，解决了信息融合和信息有效交换与识别的难点；利用雷达目标的三次回波，采用预处理技术和插值算法，设计了目标运动轨迹函数，解决了雷达目标信息联动控制视频快速、平滑与准确指向的难题。
附图说明
图1是本发明超远程雷达与视频联动控制系统结构图；
图2是本发明超远程雷达与视频联动控制系统原理图。
具体实施方式
如图1所示，数字化的光学观察实现是长焦镜头+数字摄像机+全向数字高精度云台；视频联动控制系统+数字矢量控制键盘+联动控制软件；网络传输；控制中心远程控制。
如图2所示，其原理是：
1.雷达对海面进行搜索获取周围目标信息，雷达信息处理系统处理时间序列的雷达图像，对图像中的目标回波进行自动识别、跟踪和运动参数解算；受雷达工作体制和工作原理的限制，数据更新速率＞2.4s，方位数据精度低于距离数据精度；
2.雷达信息自动处理系统接受值班员选择的观察目标指示，或者通过网络从指挥中心接收目标指示后，将目标的方位、距离等信息以数据包的形式发送给视频联动控制系统；之后，当目标有新的数据时重新发送数据包；
3.视频控制台接收到目标数据后，对目标的数据信息进行滤波和预测，使得高精度云台能够在水平方向上平滑地跟踪目标；同时，根据目标的距离数据和镜头焦距参数进行调焦数据计算并发送给焦距调整部件执行焦距调整以获得清晰的目标图像；此外，系统根据镜头的安装高度数据和距离数据进行俯仰角计算，其结果同样发送给高精度云台；根据上述计算结果，高精度云台就能够为视频系统获取目标清晰、稳定的图像提供准确的指向保障。
各组成部分的情况如下：
1、前端。在观察所(哨所)顶部安装长焦镜头、数字高清晰度摄像机、全向数字高精度云台。在观察所控制室内安装视频联动控制电脑、数字矢量控制键盘、监视器等。其基本工作方式是：1)控制室的操作员在雷达控制电脑上选择要侦察监视的目标，雷达电脑将目标参数传递至视频联动控制电脑，电脑处理后自动控制云台快速锁定关注目标并自动跟踪。2)操作员对目标进行手动键盘控制时，系统将自动切换到手动状态。当键盘30秒不操作后，云台又会自动切换到雷达联动跟踪的目标，进行自动跟踪。侦察监视仪的图像在本地进行实时录像，和抓图保存资料以备查阅和取证。
2、通讯链路。将前端侦察监视仪的图像传输到指控中心，同时指控中心可将控制信号传输到观察所。为了保证视频采集卡的性能能够符合高速、高精度云台的运转特性，视频采集卡本身必须具有极佳的特性，包括：
2.1、高清晰度的图像质量。不会因为高速云台的快速转动而产生明显的马赛克现像。
2.2、较低的延时。由于系统所采用的云台具有高速、变速的特性，因此通过视频采集卡采集传输的图像和控制信号必须具有及时性和同步性，不会因为快速的操控而产生明显的滞后现像。
2.3、传输带宽。远程传输是整个系统的中心环节，因此要保证多级指挥中心和哨所之间图像和控制信息传输的通畅，就必须保证有足够的带宽。由于超远程侦察监视系统输出用途较多，控制接口众多，因此，在如此复杂的环境中要保证传输图像质量，以及实时控制。要保证传输通道有足够的带宽。
2.4传输基本实现方法。观察所侦察监视仪的视频信号及云台控制信号通过视频采集卡压缩编码，通过网络传送到指控中心。由指控中心的视频网络工作站进行控制。
3、控制中心。在指控中心，配置视频网络工作站、手动控制键盘。观察所的图像通过网络传到控制中心控制设备上。指挥员在中心只要选择关注的目标，指令立即传到观察所控制室，观察所的雷达电脑即发出指令到联动控制电脑驱动云台工作。指控中心还可直接用手柄控制键盘优先操控云台转动，将前端图像实时显示在中心显示屏上。此外，控制中心还可将各个观察所的图像转发，达到网内资源共享。
系统是通过高分辨率摄像机、超远程变焦镜头、高精度数字云台、远程网络传输和雷达目标信号捕捉整合而成，并建立一个有多个前端侦察监视平台和多级指控中心联网的，能与雷达联动的侦察监视系统。系统通过捕捉雷达提供的目标信号，自动驱动光电侦察监视设备锁定、跟踪目标，并将目标图像通过数字采集卡和远程网络传输的方式存入数字硬盘录像机中，以便随时查看。
本系统既能实现自动控制，也能实现手动控制；既能前端控制，也能后端控制，还可设置控制优先级别；既能纵向传递信息，也能实现网络信息共享。系统还可满足用户实现对监控区域全天候侦察监视，及时可靠，形象直观地获取海域、低空异常情况等要求。

Claims (3)

1. 超远程雷达与视频联动控制系统，其特征是：包括观察所和控制中心，在观察所顶部安装全向数字高精度云台、在全向数字高精度云台上设有数字高清晰度摄像机，数字高清晰度摄像机配有长焦镜头；在观察所内设有视频联动控制系统电脑和雷达控制电脑，它们之间通过网络线连接；在控制中心内配置远程视频网络工作站和远程雷达控制电脑；观察所内视频联动控制系统电脑与控制中心内远程视频网络工作站通过网络线连接；在控制中心内远程雷达控制电脑和观察所内的雷达控制电脑通过网络线连接。
2. 根据权利要求1所述的超远程雷达与视频联动控制系统，其特征是：所述的视频联动控制系统电脑包括云台电脑、转换器、键盘和编解码器组成，它们之间用数据线连接；所述的控制中心内远程视频网络工作站包括解码器、监视器和键盘组成，它们之间用数据线连接。
3. 根据权利要求1或2所述的超远程雷达与视频联动控制系统，其特征是：数字硬盘录像机与全向数字高精度云台用数据线连接。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101369013B (zh) * 2008-09-11 2012-01-11 广州中南民航空管技术装备工程有限公司 天气雷达与航管雷达信息融合显示的方法及其系统
CN102340651A (zh) * 2011-07-28 2012-02-01 上海高位安全网络管理有限公司 移动式巡逻监视系统

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Assignor: Shanghai Guanlinyinbao Technology Co. Ltd.|Shanghai Guanlin appliances (Haian) Co. Ltd.

Contract record no.: 2010310000234

Denomination of utility model: Gang control system for ultra long range radar and video

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License type: Exclusive License

Record date: 20101231

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Addressee: Yang Zhenxiang

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Owner name: SHANGHAI GUANLIN ELECTRICAL APPLIANCE (HAI AN) CO.

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COR Change of bibliographic data

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Patentee after: Shanghai Guanlin Electrical Appliance (Haian) Co., Ltd.

Address before: 200093 Shanghai Zhoujiazui Road No. 3255 ship building 5

Patentee before: Shanghai Guanlin Yinbao Technology Co., Ltd.

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