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1、(10)申请公布号 CN 102381249 A (43)申请公布日 2012.03.21 CN 102381249 A *CN102381249A* (21)申请号 201110337323.6 (22)申请日 2011.10.31 B60Q 9/00(2006.01) B60R 1/00(2006.01) H04N 5/33(2006.01) (71)申请人 武汉华中天经光电系统有限公司 地址 430074 湖北省武汉市洪山区雄楚大街 981 号 (72)发明人 邹志峰 何文波 董静 郑存红 程炼 徐如瑜 (74)专利代理机构 武汉凌达知识产权事务所 ( 特殊普通合伙 ) 42221 代理。
2、人 宋国荣 (54) 发明名称 全景车载红外告警设备 (57) 摘要 本发明涉及全景车载红外告警设备， 它有一 个由天顶盖组、 集成红外传感器组、 下壳体组、 控 制器通过密封件固定连接构成的密闭腔体 ； 集成 红外传感器组包括球形罩和球形罩的罩壁上的横 向红外镜头、 及安装在球形罩的底板上的横向红 外探测器和天顶红外传感器 ； 横向红外镜头及横 向红外探测器各有若干个 ； 横向红外镜头及横向 红外探测器与天顶红外传感器构成一个半球的视 场。本发明优点是 ： 实时的输出目标的方位俯仰 角信息， 同时在显示装置上实时的显示全景红外 视频图像， 具有目标定位精度高、 数据刷新快、 图 像观察直观等。
3、特点 ； 根据使用需要， 能迅速、 方便 的调整装配， 具有结构简单、 体积小、 重量轻、 安装 拆卸方便、 适用范围广等特点。 (51)Int.Cl. (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 2 页 说明书 4 页 附图 5 页 CN 102381264 A1/2 页 2 1. 一种全景车载红外告警设备， 其特征在于， 它有一个依次由天顶盖组 （1） 、 集成红外 传感器组 （3） 、 下壳体组 （5） 、 控制器 （7） 通过密封件固定连接构成的密闭腔体 ； 所述集成红 外传感器组 （3） 包括球形罩 （15） 和安装在球形罩罩壁水平圆周面上均布的横向红外镜。
4、头 安装孔 （15.2） 中的横向红外镜头 （13） ， 以及安装在球形罩底板 （15.1） 上与横向红外镜头 （13） 对应的横向红外探测器 （16） ， 还有天顶红外传感器 （20） ； 所述天顶红外传感器 （20） 是 从上至下依次由天顶红外镜头 （32） 和天顶红外探测器 （16 ） 及天顶红外镜头固定架 （31） 连结组成 ； 横向红外镜头 （13） 及横向红外探测器 （16） 数量相同， 各有若干个 ； 横向红外探 测器 （16） 位于横向红外镜头 （13） 与球形罩 （15） 的球心之间 ； 每个横向红外镜头 （13） 的中 心线均与球形罩 （15） 的球心相交于一点 ； 横向红。
5、外镜头 （13） 及横向红外探测器 （16） 与天 顶红外传感器 （20） 构成一个半球的视场， 且水平视场之间及水平视场与天顶视场之间都有 视场重叠。 2. 根据权利要求 1 所述的全景车载红外告警设备， 其特征在于， 球形罩底板 （15.1） 其 中心处有一个天顶红外镜头固定架安装座 （15.4） ， 还有若干个沿水平圆周均匀分布并与罩 壁上的横向红外镜头安装孔 （15.2） 相对应的横向红外探测器安装座 （15.3） ； 横向红外镜头 安装孔 （15.2） 的中心线与球形罩底板 （15.1） 的水平方向构成向上夹角 ， 该夹角 与横 向红外镜头 （13） 轴心线与球形罩底板 （15.1）。
6、 的水平方向构成的向上夹角相等， 该夹角 为 0 25 度。 3. 根据权利要求 1 所述的全景车载红外告警设备， 其特征在于， 天顶盖组 （1） 与集成 红外传感器组 （3） 之间密封件是天顶盖密封橡胶绳 （2） ； 集成红外传感器组 （3） 与下壳体组 （5） 之间密封件是下壳体密封橡胶绳 （4） ； 下壳体组 （5） 与控制器 （7） 之间密封件是控制器 密封垫 （6） ； 球形罩 （15） 罩壁上还设有带观察窗的干燥剂盒 （18） ， 用于对横向红外探测器 （16） 及天顶红外探测器 （16 ） 进行干燥， 同时通过观察窗即时的观测设备内部的干燥情况 ； 天顶盖组 （1） 和下壳体组 。
7、（5） 上各设置一个气阀 （12） ， 用于通过该气阀使密闭的腔体内部 进行充氮气干燥及保护。 4. 根据权利要求 3 所述的全景车载红外告警设备， 其特征在于， 天顶盖组 （1） 包括天顶 支架 （8） 、 天顶保护窗密封垫 （9） 、 天顶保护窗 （10） 和天顶保护窗压盖 （11） ， 相应构件之间 通过螺钉固定连接 ； 天顶支架 （8） 上设置有安装密封橡胶绳槽。 5. 根据权利要求 1 所述的全景车载红外告警设备， 其特征在于， 下壳体组 （5） 其组成构 件包括气阀 （12） 、 下壳体支架 （21） 、 电源插座 （22） 、 控制信号插座 （23） ； 该下壳体支架 （21） 。
8、上具有固定的电源插座 （22） 和控制信号插座 （23） 及气阀 （12） 相对应的安装孔， 还设置有 安装密封橡胶绳槽。 6. 根据权利要求 1 所述的全景车载红外告警设备， 其特征在于， 控制器 （7） 包括一个控 制器安装板 (30)， 该控制器安装板 (30) 上安装的构件包括 ： 目标提取板 (24)、 12V 电源板 (25)、 滤波器 (26)、 24V 电源板 (27)、 固定支柱 (28)、 航迹管理板 (29)。 7. 根据权利要求 4 所述的全景车载红外告警设备， 其特征在于， 天顶保护窗 （10） 设有 台阶安装平面， 该台阶安装平面与天顶支架 （8） 相对应的安装平面。
9、相配定位。 8. 根据权利要求 4 所述的全景车载红外告警设备， 其特征在于， 天顶保护窗 （10） 两个 表面分别镀增透膜及可擦拭的类金刚石膜。 9. 根据权利要求 1 所述的全景车载红外告警设备， 其特征在于， 横向红外镜头 （13） 最 权 利 要 求 书 CN 102381249 A CN 102381264 A2/2 页 3 外面的、 即第一个镜片是镀有类金刚石膜的可擦拭的镜片。 10. 根据权利要求 1 所述的全景车载红外告警设备， 其特征在于， 所述的横向红外镜头 （13） 及横向红外探测器 （16） 各有6个， 每个横向红外探测器 （16） 通过红外探测器压带 （17） 固定在。
10、横向红外探测器安装座 （15.3） 上 ； 天顶红外镜头 （32） 及天顶红外探测器 （16 ） 各有 1 个。 权 利 要 求 书 CN 102381249 A CN 102381264 A1/4 页 4 全景车载红外告警设备 技术领域 0001 本发明涉及全景车载红外告警设备， 特别适用于为坦克、 装甲车以及重要基地提 供近程、 低空等威胁目标的探测、 告警， 属于车载光电观察与告警技术领域。 背景技术 0002 在非对称作战环境中装甲车辆和主战坦克等军用车辆常常会用于城区近距离作 战， 面对的最主要直接威胁是由敌方直升机、 武装车辆以及武装人员发射的各类反坦克导 弹、 装甲弹等， 这类威。
11、胁目标由于发射距离近、 飞行速度快， 目标小难于探测， 给坦克和装甲 车辆带来了极大的威胁， 因而必须提高其周视侦查能力和态势告警能力。而在当前城区作 战环境中军用车辆越来越多的是全封闭的工作模式， 因而迫切需要提供地面车辆态势告警 系统的性能。 在采用360近程观察覆盖方案之前， 传统方案采用的措施是在各种军用车辆 上装备桅杆载传感器塔台， 塔台内装有热像仪和昼光电视摄像机。 发明内容 0003 本发明的目的是提供一种能在车载环境下全天候使用的全景车载红外告警设备， 对高速运动小目标进行快速检测， 实时输出威胁目标的方位、 俯仰角信息， 供防御系统进行 威胁目标的快速定位， 及时迅速的对来袭。
12、的威胁目标进行告警。 0004 本发明的技术方案是 ： 全景车载红外告警设备， 它有一个依次由天顶盖组、 集成红外传感器组、 下壳体组、 控 制器通过密封件固定连接构成的密闭腔体 ； 所述集成红外传感器组包括球形罩和安装在球 形罩罩壁水平圆周面上均布的横向红外镜头安装孔中的横向红外镜头， 以及安装在球形罩 底板上与横向红外镜头对应的横向红外探测器， 还有天顶红外传感器 ； 所述天顶红外传感 器是从上至下依次由天顶红外镜头和天顶红外探测器及天顶红外镜头固定架连结组成 ； 横 向红外镜头及横向红外探测器数量相同， 各有若干个 ； 横向红外探测器位于横向红外镜头 与球形罩的球心之间 ； 每个横向红外。
13、镜头的中心线均与球形罩的球心相交于一点 ； 横向红 外镜头及横向红外探测器与天顶红外传感器构成一个半球的视场， 且水平视场之间及水平 视场与天顶视场之间都有视场重叠。 0005 在上述技术方案的基础上更进一步的技术方案是 ： 所述的全景车载红外告警设备， 其球形罩底板其中心处有一个天顶红外镜头固定架安 装座， 还有若干个沿水平圆周均匀分布并与罩壁上的横向红外镜头安装孔相对应的横向红 外探测器安装座 ； 横向红外镜头安装孔的中心线与球形罩底板的水平方向构成向上夹角 ， 该夹角 与横向红外镜头轴心线与球形罩底板的水平方向构成的向上夹角相等， 该夹 角 为 0 25 度。 0006 所述的全景车载红。
14、外告警设备， 其天顶盖组与集成红外传感器组之间密封件是天 顶盖密封橡胶绳 ； 集成红外传感器组与下壳体组之间密封件是下壳体密封橡胶绳 ； 下壳体 组与控制器之间密封件是控制器密封垫 ； 球形罩罩壁上还设有带观察窗的干燥剂盒， 用于 说 明 书 CN 102381249 A CN 102381264 A2/4 页 5 对横向红外探测器及天顶红外探测器进行干燥， 同时通过观察窗即时的观测设备内部的干 燥情况 ； 天顶盖组和下壳体组上各设置一个气阀， 用于通过该气阀使密闭的腔体内部进行 充氮气干燥及保护。 0007 所述的全景车载红外告警设备， 其天顶盖组包括天顶支架、 天顶保护窗密封垫、 天 顶保。
15、护窗和天顶保护窗压盖， 相应构件之间通过螺钉固定连接 ； 天顶支架上设置有安装密 封橡胶绳槽。 0008 所述的全景车载红外告警设备， 其下壳体组其组成构件包括气阀、 下壳体支架、 电 源插座、 控制信号插座 ； 该下壳体支架上具有固定的电源插座和控制信号插座及气阀相对 应的安装孔， 还设置有安装密封橡胶绳槽。 0009 所述的全景车载红外告警设备， 其控制器包括一个控制器安装板该控制器安装板 上安装的构件包括 ： 目标提取板、 12V 电源板、 滤波器、 24V 电源板、 固定支柱、 航迹管理板。 0010 所述的全景车载红外告警设备， 其天顶保护窗设有台阶安装平面， 该台阶安装平 面与天顶。
16、支架相对应的安装平面相配定位。 0011 所述的全景车载红外告警设备， 其天顶保护窗两个表面分别镀增透膜及可擦拭的 类金刚石膜。 0012 所述的全景车载红外告警设备， 其横向红外镜头最外面的、 即第一个镜片是镀有 类金刚石膜的可擦拭的镜片。 0013 所述的全景车载红外告警设备， 其横向红外镜头及横向红外探测器各有 6 个， 每 个横向红外探测器通过红外探测器压带固定在横向红外探测器安装座上 ； 天顶红外镜头及 天顶红外探测器各有 1 个。 0014 对本发明的结构特点及原理和显著效果说明如下 ： 集成红外传感器组由球形罩及其上的 6 个横向红外镜头及红外探测器、 天顶红外传感 器组成， 其。
17、效果是构成一个全景的视场 ； 控制器由控制器安装板及安装于其上的 7 个目标 提取板、 12V 电源板、 滤波器、 28V 电源板、 固定支柱、 航迹管理板组成， 其效果是方便安装与 维修与调整， 同时电源板组合安装可有效地节省安装空间 ； 天顶保护窗台阶设计与天顶支 架相对应的安装平面相配定位， 其效果是防止天顶盖组上积水 ； 球形罩球形外观及其上的 镜头安装孔、 探测器安装平面设计， 其效果是在振动环境下确保成像效果稳定。 0015 总之， 本发明能在车载条件下全天候的使用 , 能及时迅速的全方位对来袭的威胁 目标进行告警， 实时的输出威胁目标的方位俯仰角信息， 并在显示控制模块上实时的显。
18、示 多路、 一般为7路红外视频图像 ； 同时体积小、 重量轻、 安装拆卸方便。 由于采用了面阵非制 冷红外传感器， 本发明具有隐蔽性好、 实时性高、 全方位、 定位精度高等特点， 是一种有效的 战场防御探测手段， 对提高己方的战场生存概率具有重要的作用。本发明同时能根据使用 需要迅速、 方便的调整装配， 具有结构简单， 适用范围广等特点。 附图说明 0016 图 1 为全景车载红外告警设备组成示意图。 0017 图 2 为天顶盖组 1 的结构示意图。 0018 图 3 为集成红外传感器组 3 结构示意图。 0019 图 4 为下壳体组 5 结构示意图。 说 明 书 CN 102381249 A。
19、 CN 102381264 A3/4 页 6 0020 图 5 为控制器 7 结构示意图。 0021 图 6 为天顶红外传感器 20 结构示意图。 0022 图 7 为天顶保护窗 10 示意图。 0023 图 8 为球形罩 15 主视示意图。 0024 图 9 为球形罩 15 俯视示意图。 0025 图 10 为下壳体支架 21 示意图。 0026 图中各附图标记的名称为 : 天顶盖组 1、 天顶盖密封橡胶绳 2、 集成红外传感器组 3、 下壳体密封橡胶绳4、 下壳体组5、 控制器密封垫6、 控制器7、 天顶支架8、 天顶保护窗密封 垫 9、 天顶保护窗 10、 天顶保护窗压盖 11、 气阀 。
20、12、 横向红外镜头 13、 横向红外镜头密封垫 14、 球形罩15、 球形罩底板15.1、 横向红外镜头安装孔15.2、 横向红外探测器安装座15.3、 天顶红外镜头固定架安装座 15.4、 带观察窗的干燥剂盒安装孔 15.5、 减重孔 15.6、 横向红 外探测器 16、 天顶红外探测器 16 、 红外探测器压带 17、 带观察窗的干燥剂盒 18、 干燥剂盒 密封垫 19、 天顶红外传感器 20、 下壳体支架 21、 电源插座 22、 控制信号插座 23、 目标提取板 24、 12V电源板25、 滤波器26、 24V电源板27、 固定支柱28、 航迹管理板29、 控制器安装板30、 天顶红。
21、外镜头固定架 31、 天顶红外镜头 32。 具体实施方式 0027 结合附图和实施例对本发明作进一步说明如下 ： 实施例 1 ： 图 1-10 所示是全景车载红外告警设备的一个基本实施例。如图 1、 3、 8、 9 所示， 它有一 个依次由天顶盖组 1、 集成红外传感器组 3、 下壳体组 5、 控制器 7 通过密封件固定连接构成 的密闭腔体 ； 所述集成红外传感器组3包括球形罩15和安装在球形罩罩壁水平圆周面上均 布的横向红外镜头安装孔 15.2 中的横向红外镜头 13， 以及安装在球形罩底板 15.1 上与横 向红外镜头 13 对应的横向红外探测器 16， 还有天顶红外传感器 20 ； 如图。
22、 3、 6 所示， 所述天 顶红外传感器 20 是从上至下依次由天顶红外镜头 32 和天顶红外探测器 16 及天顶红外镜 头固定架 31 连结组成 ； 横向红外镜头 13 及横向红外探测器 16 数量相同， 各有若干个 ； 横 向红外探测器 16 位于横向红外镜头 13 与球形罩 15 的球心之间 ； 每个横向红外镜头 13 的 中心线均与球形罩15的球心相交于一点 ； 横向红外镜头13及横向红外探测器16与天顶红 外传感器 20 构成一个半球的视场， 且水平视场之间及水平视场与天顶视场之间都有视场 重叠。如图 3、 8、 9 所示， 所述的球形罩底板 15.1 其中心处有一个天顶红外镜头固定。
23、架安装 座 15.4， 还有若干个沿水平圆周均匀分布并与罩壁上的横向红外镜头安装孔 15.2 相对应 的横向红外探测器安装座 15.3 ； 横向红外镜头安装孔 15.2 的中心线与球形罩底板 15.1 的 水平方向构成向上夹角， 该夹角与横向红外镜头13轴心线与球形罩底板15.1的水平 方向构成的向上夹角相等， 该夹角 为 0 25 度。如图 1、 2、 3 所示， 所述的天顶盖组 1 与 集成红外传感器组3之间密封件是天顶盖密封橡胶绳2 ； 集成红外传感器组3与下壳体组5 之间密封件是下壳体密封橡胶绳 4 ； 下壳体组 5 与控制器 7 之间密封件是控制器密封垫 6 ； 球形罩 15 罩壁上。
24、还设有带观察窗的干燥剂盒 18， 用于对横向红外探测器 16 及天顶红外探 测器 16 进行干燥， 同时通过观察窗即时的观测设备内部的干燥情况 ； 天顶盖组 1 和下壳体 组 5 上各设置一个气阀 12， 用于通过该气阀使密闭的腔体内部进行充氮气干燥及保护。如 说 明 书 CN 102381249 A CN 102381264 A4/4 页 7 图 2 所示， 所述的天顶盖组 1 包括天顶支架 8、 天顶保护窗密封垫 9、 天顶保护窗 10 和天顶 保护窗压盖 11， 相应构件之间通过螺钉固定连接 ； 天顶支架 8 上设置有安装密封橡胶绳槽。 如图 4 所示， 所述的下壳体组 5 其组成构件包。
25、括气阀 12、 下壳体支架 21、 电源插座 22、 控制 信号插座 23 ； 该下壳体支架 21 上具有固定的电源插座 22 和控制信号插座 23 及气阀 12 相 对应的安装孔， 还设置有安装密封橡胶绳槽。如图 1、 5 所示， 所述的控制器 7 包括一个控制 器安装板30， 该控制器安装板30上安装的构件包括 ： 目标提取板24、 12V电源板25、 滤波器 26、 24V 电源板 27、 固定支柱 28、 航迹管理板 29。如图 2、 7 所示， 所述的天顶保护窗 10 设有 台阶安装平面， 该台阶安装平面与天顶支架 8 相对应的安装平面相配定位。所述的天顶保 护窗 10 两个表面分别。
26、镀增透膜及可擦拭的类金刚石膜。如图 3 所示， 所述的横向红外镜 头 13 最外面的、 即第一个镜片是镀有类金刚石膜的可擦拭的镜片。如图 3 所示， 所述的横 向红外镜头13及横向红外探测器16各有6个， 如图3、 6、 8、 9所示， 每个横向红外探测器16 通过红外探测器压带17固定在横向红外探测器安装座15.3上 ； 天顶红外镜头32及天顶红 外探测器 16 各有 1 个。 0028 实施例 2 ： 与实施例 1 不同的是， 横向红外镜头 13 及横向红外探测器 16 各有 8 个 ； 所述的球形罩 15 上均匀分布的 8 个横向红外镜头安装孔 15.2， 该横向红外镜头安装孔 15.2。
27、 的中心线与 球形罩底板 15.1 的水平方向构成向上夹角 ， 该夹角 为 25 度。 0029 实施例 3 ： 与实施例 1 不同的是， 横向红外镜头 13 及横向红外探测器 16 各有 4 个 ； 所述的球形罩 15 上均匀分布的 4 个横向红外镜头安装孔 15.2， 该横向红外镜头安装孔 15.2 的中心线与 球形罩底板 15.1 的水平方向构成向上夹角 ， 该夹角 为 0 度， 即为水平方向。 0030 本发明权利要求保护范围不限于上述实施例。 说 明 书 CN 102381249 A CN 102381264 A1/5 页 8 图 1 图 2 说 明 书 附 图 CN 102381249 A CN 102381264 A2/5 页 9 图 3 图 4 说 明 书 附 图 CN 102381249 A CN 102381264 A3/5 页 10 图 5 图 6 图 7 说 明 书 附 图 CN 102381249 A CN 102381264 A4/5 页 11 图 8 图 9 说 明 书 附 图 CN 102381249 A CN 102381264 A5/5 页 12 图 10 说 明 书 附 图 CN 102381249 A 。