一種北斗定位超低照度夜視望遠(yuǎn)鏡的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種北斗定位超低照度夜視望遠(yuǎn)鏡，包括：殼體，其具有密閉內(nèi)部空間；信號采集鏡頭，目鏡以及集成電路板，集成電路板設(shè)置在所述密閉內(nèi)部空間內(nèi)并連接所述信號采集鏡頭，集成電路板包括：成像芯片，在成像芯片上連接有信號增強模塊；前置放大器，轉(zhuǎn)換模塊以及DSP處理器，其接收所述轉(zhuǎn)換模塊輸出的圖像信號并進行處理，輸出數(shù)字信息至所述顯示器；成像芯片、前置放大器以及DSP處理器均連接至FPGA控制器；在所述DSP處理器上還連接有用于北斗導(dǎo)航定位的北斗導(dǎo)航定位芯片。本實用新型所述望遠(yuǎn)鏡集北斗定位、極低照度成像、圖像處理和存儲、遠(yuǎn)程無線傳輸于一體，結(jié)構(gòu)合理，具有體積小，重量輕，防水防鹽霧等特點。
【專利說明】一種北斗定位超低照度夜視望遠(yuǎn)鏡

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及望遠(yuǎn)鏡，更具體地涉及一種集北斗定位、極低照度成像、圖像處理和存儲、遠(yuǎn)程無線傳輸于一體的望遠(yuǎn)鏡。

【背景技術(shù)】
[0002]夜視望遠(yuǎn)鏡，又稱為夜視眼鏡，夜視儀，以及紅外線望遠(yuǎn)鏡等，是一種在全黑或有微光的夜晚觀測的儀器，最早在軍事上得以應(yīng)用。后廣泛用于刑偵，安全防范，森林防火，電力及通信的巡線，工地，養(yǎng)殖場，農(nóng)場的看護，甚至旅游等各領(lǐng)域。夜視望遠(yuǎn)鏡分為主動式夜視望遠(yuǎn)鏡和被動式夜視望遠(yuǎn)鏡兩種:主動式夜視望遠(yuǎn)鏡用紅外探照燈照射目標(biāo)，接收反射的紅外輻射形成圖像；被動式夜視望遠(yuǎn)鏡不發(fā)射紅外線，依靠目標(biāo)自身的紅外輻射形成“熱圖像”，故又稱為熱像儀。主動式夜視望遠(yuǎn)鏡物體表面清晰可見，且能日夜兩用，白天可彩色成像，夜間極低照度條件下，也可成像。但是，主動紅外夜視儀需要人工紅外輻射源，具有容易自我暴露的缺點。北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)〔BeiDou (COMPASS)Navigat1n Satellite System〕是中國正在實施和大力推廣的自主研發(fā)、獨立運行的全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。如何在望遠(yuǎn)鏡上集成北斗導(dǎo)航定位技術(shù)實時獲取觀測點的北斗信息，使低照度成像系統(tǒng)特別適合軍事應(yīng)用和特種行業(yè)應(yīng)用是目前研宄急需解決的問題。
實用新型內(nèi)容
[0003]針對上述問題，本實用新型的目的是提供一種集北斗定位、極低照度成像、圖像處理和存儲、遠(yuǎn)程無線傳輸于一體的望遠(yuǎn)鏡，其以集成電路板為主，通過統(tǒng)一 1C設(shè)計和數(shù)字電路設(shè)計實現(xiàn)可在極低照度下成像并記錄成像點的北斗度坐標(biāo)、高度、移動速度和成像時間，具有體積小、重量輕、功耗低，防水以及防鹽霧等功能，能廣泛用于航空航天，部隊、武警、公安、港務(wù)管理、空管、環(huán)保監(jiān)控等領(lǐng)域。
[0004]本實用新型所述北斗定位超低照度夜視望遠(yuǎn)鏡包括:
[0005]殼體，其具有頂部、基部以及側(cè)壁圍成的密閉內(nèi)部空間；
[0006]信號采集鏡頭，其穿設(shè)在所述殼體一端的側(cè)壁上；
[0007]目鏡，其連接所述殼體另一端的側(cè)壁；
[0008]以及集成電路板，其設(shè)置在所述密閉內(nèi)部空間內(nèi)并連接所述信號采集鏡頭，所述集成電路板包括:
[0009]用于接收所述信號采集鏡頭的信號并成像的成像芯片，在所述成像芯片上連接有信號增強模塊；所述成像芯片采用可見光信號和微像元信號的振蕩調(diào)制，并將二信號疊加處理整形。
[0010]用于振蕩調(diào)制可見光信號和熱磁輻射信號的前置放大器，其連接所述成像芯片；所述前置放大器將微弱的可見光信號以及空間空氣、介質(zhì)媒體后的熱磁輻射信號進行振蕩式放大調(diào)制。
[0011]用于模數(shù)轉(zhuǎn)換的轉(zhuǎn)換模塊，其輸入端連接所述前置放大器；所述轉(zhuǎn)換模塊進行A/D、D/A模數(shù)轉(zhuǎn)換。
[0012]以及DSP處理器，其輸入端連接所述轉(zhuǎn)換模塊，其輸出端連接有顯示器；其接收所述轉(zhuǎn)換模塊輸出的圖像信號并進行處理，輸出數(shù)字信息至所述顯示器；所述DSP處理器主要是對成像作后期處理，以使觀察到的圖像更為清晰，采用DSP芯片直接對圖像進行處理，提高處理速度，保證觀察效果的實時性。同時所述DSP處理器軟件固化背景補差調(diào)制與圖像像素銳化處理結(jié)合，便可得到更好的更細(xì)膩的復(fù)合成像；使圖像冗余度丟失的像元信號補差還原，提高了在動態(tài)范圍中的透霧、穿塵效果。從而使發(fā)現(xiàn)物標(biāo)與識別、辨別物標(biāo)的距離延伸或增遠(yuǎn)。通過實際測試，尤其在溫度更低的環(huán)境中，將使熱成像識別目標(biāo)像元信號增強，提高辨認(rèn)目標(biāo)清晰度，因此具有透霧、穿塵能力。
[0013]其中，所述成像芯片、前置放大器以及DSP處理器均連接至FPGA控制器；在所述DSP處理器上還連接有用于北斗導(dǎo)航定位的北斗導(dǎo)航定位芯片。所述北斗導(dǎo)航定位芯片可在圖像上直接疊加成像點的北斗信號。在系統(tǒng)中嵌入北斗芯片，并將北斗信號輸出后與成像信號疊加，在圖像上實時顯示北斗信號，可實時定位觀測點的北斗坐標(biāo)、高度、移動速度和成像的精準(zhǔn)時間。
[0014]優(yōu)選地，所述DSP處理器的輸出端還連接有用于儲存圖像信息的儲存模塊，所述儲存模塊的輸出端連接所述顯示器。所述DSP處理器輸出的圖像信息可以根據(jù)需要在所述儲存模塊儲存以及回放。
[0015]優(yōu)選地，所述DSP處理器上還連接有用于調(diào)制數(shù)字信號的調(diào)制模塊，所述調(diào)制模塊的輸出端連接有無線模塊，實現(xiàn)圖像信息的遠(yuǎn)程傳輸。
[0016]優(yōu)選地，所述殼體為膽式雙層殼體，其內(nèi)充滿氮氣。由此可以有效保護內(nèi)部的集成電路板不受雨水、灰塵甚至海水的侵蝕和破壞。
[0017]優(yōu)選地，所述殼體的頂部開設(shè)有用于接收信號的開口，所述開口具有金屬材料制成的密封蓋。所述開口可以保證北斗信號正常接收。
[0018]優(yōu)選地，所述殼體的一端側(cè)壁上還設(shè)置有USB接口，所述USB接口連接所述儲存模塊的輸出端；所述USB接口上設(shè)置有密封蓋。
[0019]優(yōu)選地，所述無線模塊為3G、TD-LTE或COFDM中的一種。
[0020]優(yōu)選地，所述殼體有碳纖維材料制成。不僅具有防水以及防鹽霧等功能，同時還具有體積小，重量輕，能耗低等特點。
[0021]本實用新型所述北斗定位超低照度夜視望遠(yuǎn)鏡集北斗定位、極低照度成像、圖像處理和存儲、遠(yuǎn)程無線傳輸于一體的望遠(yuǎn)鏡，其以集成電路板為主，通過統(tǒng)一 1C設(shè)計和數(shù)字電路設(shè)計實現(xiàn)可在極低照度下成像并記錄成像點的北斗度坐標(biāo)、高度、移動速度和成像時間，成像后可在本地存儲、回放。也可以有線或無線傳輸方式，傳送到遠(yuǎn)端進行接收和視頻處理，大幅度提高了可探控距離和反應(yīng)速度。采用膽式雙層殼體，不僅具有體積小、重量輕、功耗低等功能，同時具有防水以及防鹽霧等功能，能廣泛用于航空航天，部隊、武警、公安、港務(wù)管理、空管、環(huán)保監(jiān)控等領(lǐng)域。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0022]圖1為本實用新型其中一個實施例所述北斗定位超低照度夜視望遠(yuǎn)鏡的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖2為本實用新型其中一個實施例所述北斗定位超低照度夜視望遠(yuǎn)鏡的集成電路板結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實施方式】
[0024]下面結(jié)合附圖對本實用新型做進一步的詳細(xì)說明，以令本領(lǐng)域技術(shù)人員參照說明書文字能夠據(jù)以實施。
[0025]如圖1所示，本實用新型所述北斗定位超低照度夜視望遠(yuǎn)鏡包括:
[0026]殼體100，其具有頂部、基部以及側(cè)壁圍成的密閉內(nèi)部空間；
[0027]信號采集鏡頭108，其穿設(shè)在所述殼體一端的側(cè)壁上；用于采集可見光信號。
[0028]以及集成電路板(圖中為示出)，其設(shè)置在所述密閉內(nèi)部空間內(nèi)并連接所述信號采集鏡頭108，
[0029]和目鏡109，其連接所述殼體另一端的側(cè)壁；所述目鏡109例如為兩個。所述殼體100的頂部開設(shè)有用于接收信號的開口 110，所述開口 110具有金屬材料制成的密封蓋107。所述開口 110可以保證北斗信號正常接收。
[0030]所述殼體100的一端側(cè)壁上還設(shè)置有USB接口 111，所述USB接口 11連接所述儲存模塊的輸出端；所述USB接口上設(shè)置有密封蓋112，所述密封蓋112上例如連接有拉環(huán)，其便于將密封蓋112取下或裝上。所述殼體100為膽式雙層殼體，其內(nèi)充滿氮氣。由此可以有效保護內(nèi)部的集成電路板不受雨水、灰塵甚至海水的侵蝕和破壞。所述殼體100有碳纖維材料制成。不僅具有防水以及防鹽霧等功能，同時還具有體積小，重量輕，能耗低等特點。
[0031]在所述殼體的頂部兩側(cè)例如還設(shè)置有多個開關(guān)，所述開關(guān)例如為錄像功能開關(guān)121、熱磁功能開關(guān)122、無線發(fā)射開關(guān)123、電源開關(guān)124、變焦拉近125或拉遠(yuǎn)開關(guān)126以及紅外開關(guān)127和備用開關(guān)128。所述殼體100的截面例如設(shè)置成橢圓形，向兩側(cè)形成手握部，所述開關(guān)例如設(shè)置在所述手握部，便于操作。
[0032]如圖2所示，本實用新型所述北斗定位超低照度夜視望遠(yuǎn)鏡的所述集成電路板包括:
[0033]用于接收所述信號采集鏡頭108的信號并成像的成像芯片2，在所述成像芯片2上連接有信號增強模塊8 ;所述成像芯片2采用可見光信號和微像元信號的振蕩調(diào)制，并將二信號疊加處理整形。所述成像芯片2可還原出物體在空中及受環(huán)境因素改變的動態(tài)微弱信號，從而提高透霧能力與空間分辨能力。
[0034]用于振蕩調(diào)制可見光信號和熱磁輻射信號的前置放大器3，其輸入端連接所述成像芯片2的輸出端；所述前置放大器3將微弱的可見光信號以及空間空氣、介質(zhì)媒體后的熱磁輻射信號進行振蕩式放大調(diào)制。
[0035]用于模數(shù)轉(zhuǎn)換的轉(zhuǎn)換模塊4，其輸入端連接所述前置放大器3;所述轉(zhuǎn)換模塊進行A/D、D/A模數(shù)轉(zhuǎn)換。
[0036]以及DSP處理器6，其輸入端連接所述轉(zhuǎn)換模塊4，其輸出端連接有顯示器10 ;其接收所述轉(zhuǎn)換模塊4輸出的圖像信號并進行處理，輸出數(shù)字信息至所述顯示器10;所述DSP處理器6主要是對成像作后期處理，以使觀察到的圖像更為清晰，采用DSP芯片直接對圖像進行處理，提高處理速度，保證觀察效果的實時性。同時所述DSP處理器6利用軟件固化背景補差調(diào)制與圖像像素銳化處理結(jié)合，便可得到更好的更細(xì)膩的復(fù)合成像；使圖像冗余度丟失的像元信號補差還原，提高了在動態(tài)范圍中的透霧、穿塵效果。從而使發(fā)現(xiàn)物標(biāo)與識另IJ、辨別物標(biāo)的距離延伸或增遠(yuǎn)。通過實際測試，尤其在溫度更低的環(huán)境中，將使熱成像識別目標(biāo)像元信號增強，提高辨認(rèn)目標(biāo)清晰度，因此具有透霧、穿塵能力。
[0037]其中，所述成像芯片2、前置放大器3以及DSP處理器6均連接至FPGA控制器5 ；在所述DSP處理器6上還連接有用于北斗導(dǎo)航定位的北斗導(dǎo)航定位芯片7。所述北斗導(dǎo)航定位芯片7可在圖像上直接疊加成像點的北斗信號。在系統(tǒng)中嵌入北斗芯片7，并將北斗信號輸出后與成像信號疊加，在圖像上實時顯示北斗信號，可實時定位觀測點的北斗坐標(biāo)、高度、移動速度和成像的精準(zhǔn)時間所述DSP處理器6的輸出端還連接有用于儲存圖像信息的儲存模塊9，所述儲存模塊9的輸出端連接所述顯示器。所述DSP處理器輸出的圖像信息可以根據(jù)需要在所述儲存模塊儲存以及回放。所述DSP處理器6上還連接有用于調(diào)制數(shù)字信號的調(diào)制模塊12，所述調(diào)制模塊12的輸出端連接有無線模塊11，實現(xiàn)圖像信息的遠(yuǎn)程傳輸。所述無線模塊為3G、TD-LTE或COFDM中的一種。
[0038]盡管本實用新型的實施方案已公開如上，但其并不僅僅限于說明書和實施方式中所列運用，它完全可以被適用于各種適合本實用新型的領(lǐng)域，對于熟悉本領(lǐng)域的人員而言，可容易地實現(xiàn)另外的修改，因此在不背離權(quán)利要求及等同范圍所限定的一般概念下，本實用新型并不限于特定的細(xì)節(jié)和這里示出與描述的圖例。
【權(quán)利要求】
1.一種北斗定位超低照度夜視望遠(yuǎn)鏡，其特征在于，包括: 殼體，其具有頂部、基部以及側(cè)壁圍成的密閉內(nèi)部空間； 信號采集鏡頭，其穿設(shè)在所述殼體一端的側(cè)壁上； 目鏡，其連接所述殼體另一端的側(cè)壁； 以及集成電路板，其設(shè)置在所述密閉內(nèi)部空間內(nèi)并連接所述信號采集鏡頭，包括: 用于接收所述信號采集鏡頭的信號并成像的成像芯片，在所述成像芯片上連接有信號增強模塊； 用于振蕩調(diào)制可見光信號和熱磁輻射信號的前置放大器，其連接所述成像芯片； 用于模數(shù)轉(zhuǎn)換的轉(zhuǎn)換模塊，其輸入端連接所述前置放大器； DSP處理器，其輸入端連接所述轉(zhuǎn)換模塊，其輸出端連接有顯示器；其接收所述轉(zhuǎn)換模塊輸出的圖像信號并進行處理，輸出數(shù)字信息至所述顯示器； 所述成像芯片、前置放大器以及DSP處理器均連接至FPGA控制器；在所述DSP處理器上還連接有用于北斗導(dǎo)航定位的北斗導(dǎo)航定位芯片。
2.如權(quán)利要求1所述的北斗定位超低照度夜視望遠(yuǎn)鏡，其特征在于，所述DSP處理器的輸出端還連接有用于儲存圖像信息的儲存模塊，所述儲存模塊的輸出端連接所述顯示器。
3.如權(quán)利要求1所述的北斗定位超低照度夜視望遠(yuǎn)鏡，其特征在于，所述DSP處理器上還連接有用于調(diào)制數(shù)字信號的調(diào)制模塊，所述調(diào)制模塊的輸出端連接有無線模塊，實現(xiàn)圖像信息的遠(yuǎn)程傳輸。
4.如權(quán)利要求1所述的北斗定位超低照度夜視望遠(yuǎn)鏡，其特征在于，所述殼體為膽式雙層殼體，其內(nèi)充滿氮氣。
5.如權(quán)利要求4所述的北斗定位超低照度夜視望遠(yuǎn)鏡，其特征在于，所述殼體的頂部開設(shè)有用于接收信號的開口，所述開口具有金屬材料制成的密封蓋。
6.如權(quán)利要求2所述的北斗定位超低照度夜視望遠(yuǎn)鏡，其特征在于，所述殼體的一端側(cè)壁上還設(shè)置有USB接口，所述USB接口連接所述儲存模塊的輸出端；所述USB接口上設(shè)置有密封蓋。
7.如權(quán)利要求3所述的北斗定位超低照度夜視望遠(yuǎn)鏡，其特征在于，所述無線模塊為3G、TD-LTE 或 COFDM 中的一種。
8.如權(quán)利要求4所述的北斗定位超低照度夜視望遠(yuǎn)鏡，其特征在于，所述殼體有碳纖維材料制成。
【文檔編號】G02B23/12GK204206357SQ201420761721
【公開日】2015年3月11日 申請日期:2014年12月5日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月5日
【發(fā)明者】徐連彥, 陳青, 陳昌志 申請人:徐連彥, 陳青