超远程雷达与视频联动控制系统技术方案

本发明专利技术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。本发明专利技术实现了光、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。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术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。
技术实现思路
本专利技术针对上述问题，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。本专利技术包括包括雷达和雷达信息处理系统；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，在观察所控制室内安装视频联动控制系统电脑、数字矢量控制键盘、监视器；它们之间通过网络 连接。本专利技术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是本专利技术超远程雷达与视频联动控制系统结构图； 图2是本专利技术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；指控中心远程控制。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査阅和取证。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縮编码，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、 指控中心。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指控中心控制设备上。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，指控中心还可将各个观察所的图像转发，达到网内资源共'-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。权利要求1.超远程雷达与视频联动控制系统，其特征是包括雷达和雷达信息处理系统；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，在观察所控制室内安装视频联动控制本文档来自技高网...

【技术保护点】
超远程雷达与视频联动控制系统，其特征是：包括雷达和雷达信息处理系统；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，在观察所控制室内安装视频联动控制系统电脑、数字矢量控制键盘、监视器；它们之间通过网络连接，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，雷达信息自动处理系统接受值班员选择的观察目标指示，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；视频控制系统接收到目标数据后，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。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：倪锡高，许猛，杨振祥，周金华，
申请(专利权)人：上海冠林银保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]