舰载声光电三合一执法取证系统技术领域
本发明涉及船舶监测领域，特别涉及一种舰载声光电三合一执法取证系统。
背景技术
随着海洋开发进程的推进，我国开在黄海、东海、南海等海域与周边国家发生摩擦的概率越来越频繁，相关国家的渔船、舰艇及至军舰也频繁闯入我国领海内。我国海警需要一种新的执法取证系统，集主权宣示、强光眩目、强声驱散、光电取证、视频传输、海图定位、矢量海图叠加、图像拼接、指挥调度等功能于一体。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种舰载声光电三合一执法取证系统，通过集成高频微波自组网技术，实现海警多船联合执法取证时可以实现执法数据共享，特别是远离3G、4G网络的远海领域，通过远程强声技术可以对侵入船只进行喊话、告警和强声驱离，同时配备我强光装置可以对闯入船只人员进行强光眩目，光电取证系统全程记录下执法全过程，包括对方船只、人员、船舷号及过程所采取的动作，系统可以进行卫星定位或者获取海警船上的卫星定位数据，通过将现场过程与画面与矢量海图进行叠加与拼接，实现实时电子沙盘功能，同时将数据与指挥系统进行通信，以实现远程指挥功能。
舰载声光电三合一执法取证系统使得多船只联合执法时，取证无死角，执法全方位，执法过程全记录，并实现了远程指挥与调度功能，提高了海警执法手段和执法能力。
为实现上述目的，本发明提供以下的技术方案：一种舰载声光电三合一执法取证系统，其特征在于：所述舰载声光电三合一执法取证系统包括舱外光电指向器、舱内显控台和对外接口装置组成，指向器安装在甲板水平面上，通过连接电缆和舱内设备实现有线连接，甲板上的俯仰轴系上安装有高清CCD摄像机、红外热像仪、强声设备、LED与激光照明炫目器、陀螺仪，俯仰轴系与控制与接口单元连接，控制与接口单元连接通过制冷与加热控制单元、配电控制单元来控制俯仰轴系，俯仰轴系通过俯仰伺服控制单元、俯仰测角单元与自动视屏跟踪单元连接，自动视屏跟踪单元连接通过方位伺服控制单元、方位测角单元与方位轴系连接，自动视屏跟踪单元与控制与接口单元连接，控制与接口单元与舱内的主控计算机和操控单元连接，主控计算机设置有显示单元、GPS接口、网络接口、硬盘录像机。
优选的，所述高清CCD摄像机与红外热成像仪由电动连续变焦、聚焦光学镜头，高清CCD摄像机及控制电路组成，其输出的全视频信号给自动视频跟踪单元，用于计算目标偏离视场中心的脱靶量，与陀螺稳定指向器构成闭环控制，视频图像同时用于实时显示、监视记录和网络传输。
优选的，所述陀螺仪提供准确的方位、水平、位置、速度和加速度等信号，陀螺稳定转台是视轴指向变化和视轴稳定的执行机构，由结构体、俯仰包、旋转变压器、力矩电机、陀螺及控制电路组成。
优选的，所述制冷与加热控制单元由加热器、风扇、温度传感器、控制电路组成，制冷与加热控制单元在极端条件下，为器件提供正常的温度环境，使各器件能够正常工作。
优选的，所述俯仰伺服控制与测角单元完成对俯仰机构的速度与位置控制，实时的反馈俯仰的当前位置角度信息，由俯仰力矩电机、旋转变压器、伺服驱动器等组成。
优选的，所述方位伺服控制与测角单元完成对方位机构的速度与位置控制，实时的反馈方位的当前位置角度信息，由方位力矩电机、旋转变压器、伺服驱动器等组成。
优选的，所述自动视屏跟踪单元内置了多种目标捕获、跟踪和图像处理算法：质心跟踪算法、相关跟踪算法、边缘跟踪算法、多目标跟踪算法、相位相关跟踪算法、场景锁定跟踪算法及组合算法，使用场景锁定算法实现实时的电子稳像功能，通过RS232/422 接口与其它设备进行通讯，从而使其它设备控制本模块的工作模式并获得本单元的状态信息，同时提供了目标捕捉、自动跟踪、平台控制、电子稳像、图像平移缩放旋转的功能。
优选的，所述控制与接口单元是命令的转接单元，接收主控计算机和操控单元的控制命令，再转换成符合各功能单元所需要的接口协议，来控制各功能单元的动作，控制与接口单元可以扩展的单元有I/O单元，功率驱动单元，RS422/232/485，CAN接口。
优选的，所述操控单元由主控制计算机、显示器、操作面板、轨迹球、控制摇杆、硬盘录像机组成，主控计算机完成整个光电系统的管理和控制、图像采集、数据采集和存储、通讯功能，显控台上安放有19寸液晶显示屏、操控杆、操作按键和轨迹球, 用于对整个系统实施操作控制，对搜索区域进行搜索与观察，通过计算机扩展多串行接口卡和网卡，与本船的其它设备进行通信联系。
采用以上技术方案的有益效果是：该舰载声光电三合一执法取证系统通过集成了强光束合成技术、远程强声技术、高清视频获取技术、陀螺稳定技术、微波数据传输技术、图像拼接技术、矢量海图与图像叠加技术，大大提高执法系统的使用性能和智能性，可以集执法、取证、主权宣示、数据传输与后台指挥决策于一体，并可以自由升级和组成更多形式的执法取证系统。
附图说明
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的描述。
图1是本发明一种舰载声光电三合一执法取证系统的原理图。
具体实施方式
下面结合附图详细说明本发明一种舰载声光电三合一执法取证系统的优选实施方式。
图1出示本发明一种舰载声光电三合一执法取证系统的具体实施方式：该舰载声光电三合一执法取证系统包括舱外光电指向器、舱内显控台和对外接口装置组成，指向器安装在甲板水平面上，通过连接电缆和舱内设备实现有线连接，甲板上的俯仰轴系上安装有高清CCD摄像机、红外热像仪、强声设备、LED与激光照明炫目器、陀螺仪，俯仰轴系与控制与接口单元连接，控制与接口单元连接通过制冷与加热控制单元、配电控制单元来控制俯仰轴系，俯仰轴系通过俯仰伺服控制单元、俯仰测角单元与自动视屏跟踪单元连接，自动视屏跟踪单元连接通过方位伺服控制单元、方位测角单元与方位轴系连接，自动视屏跟踪单元与控制与接口单元连接，控制与接口单元与舱内的主控计算机和操控单元连接，主控计算机设置有显示单元、GPS接口、网络接口、硬盘录像机。
高清CCD摄像机与红外热成像仪由电动连续变焦、聚焦光学镜头，高清CCD摄像机及控制电路组成，其输出的全视频信号给自动视频跟踪单元，用于计算目标偏离视场中心的脱靶量，与陀螺稳定指向器构成闭环控制，视频图像同时用于实时显示、监视记录和网络传输。
陀螺仪提供准确的方位、水平、位置、速度和加速度等信号，陀螺稳定转台是视轴指向变化和视轴稳定的执行机构，由结构体、俯仰包、旋转变压器、力矩电机、陀螺及控制电路组成。
制冷与加热控制单元由加热器、风扇、温度传感器、控制电路组成，制冷与加热控制单元在极端条件下，为器件提供正常的温度环境，使各器件能够正常工作。
俯仰伺服控制与测角单元完成对俯仰机构的速度与位置控制，实时的反馈俯仰的当前位置角度信息，由俯仰力矩电机、旋转变压器、伺服驱动器等组成。方位伺服控制与测角单元完成对方位机构的速度与位置控制，实时的反馈方位的当前位置角度信息，由方位力矩电机、旋转变压器、伺服驱动器等组成。
自动视屏跟踪单元内置了多种目标捕获、跟踪和图像处理算法：质心跟踪算法、相关跟踪算法、边缘跟踪算法、多目标跟踪算法、相位相关跟踪算法、场景锁定跟踪算法及组合算法，使用场景锁定算法实现实时的电子稳像功能，通过RS232/422 接口与其它设备进行通讯，从而使其它设备控制本模块的工作模式并获得本单元的状态信息，同时提供了目标捕捉、自动跟踪、平台控制、电子稳像、图像平移缩放旋转的功能。
控制与接口单元是命令的转接单元，接收主控计算机和操控单元的控制命令，再转换成符合各功能单元所需要的接口协议，来控制各功能单元的动作，控制与接口单元可以扩展的单元有I/O单元，功率驱动单元，RS422/232/485，CAN接口。
操控单元由主控制计算机、显示器、操作面板、轨迹球、控制摇杆、硬盘录像机组成，主控计算机完成整个光电系统的管理和控制、图像采集、数据采集和存储、通讯功能，显控台上安放有19寸液晶显示屏、操控杆、操作按键和轨迹球, 用于对整个系统实施操作控制，对搜索区域进行搜索与观察，通过计算机扩展多串行接口卡和网卡，与本船的其它设备进行通信联系。
船用光电跟踪取证系统是针对海上搜救、跟踪和执法取证需要而设计的多传感器的观察监视和跟踪系统，集成了远程强声装置、激光眩目器、陀螺稳定装置、数字高清摄像机或星光级低照度摄像机等设备。该系统的指向器安装在舰船的顶甲板上，显控台安装在驾驶室内。通过高清彩色CCD摄像系统或星光级低照度摄像系统搜索、观察和监视目标。
由于采用了先进的陀螺稳定技术和计算机图像处理及控制技术，能有效地隔离舰船的摇摆，可以对海洋环境、海洋资源、海上船只和漂浮物等进行全天候（24小时）搜索、观察、监视和自动跟踪。
该舰载声光电三合一执法取证系统全天候24小时对周边目标作全方位观察、监视和搜索；手动搜索捕获目标、自动跟踪锁定目标和自动扇扫监视目标；陀螺伺服稳定，有效隔离舰船摇摆；数字高清彩色/黑白摄像系统；星光级低照度成像系统；采用LED和激光混合补光和照明；具有良好的抗载体振动和冲击能力，专为航海于恶劣环境需要而设计；配备143dB以上声压级的强声设备。
以上的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。