可調節(jié)不同距離上光斑與視場中心對準的激光夜視儀及方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種可調節(jié)不同距離上光斑與視場中心對準的激光夜視儀及方法，更 具體的說，尤其涉及一種通過視場中目標距離以及攝像機與激光照明器之間距離計算出激 光光斑方向的激光夜視儀及方法。
【背景技術】
[0002] 現(xiàn)有激光夜視產品，尤其是遠距離激光夜視產品通常都具有光斑對準視場中心調 節(jié)功能，傳統(tǒng)的是手動調節(jié)，在產品出廠以前對最小光斑與最小視場的中心進行調校。但是 由于激光夜視儀為照明器與成像分立的結構形式，即照明器的中心軸線與成像攝像機的軸 線間隔一定距離進行設置，因此補光和成像中心軸線是存在一定夾角的。
[0003] 為了彌補分立設置造成的中心偏離，通常需要最小激光光斑在標定的夜視距離上 可以與視場中心對準。但是在不同距離上光斑與視場的中心則是存在一定偏離程度的，尤 其是當照明器鏡頭與成像鏡頭之間間距較大時。如圖2所示，在目標1上最小光斑中心與 最小視場中心對準后，觀測距離依次遞減的目標2、目標3時，就會存在光斑中心偏向激光 照明器一側的偏離程度依次增大的現(xiàn)象。
[0004] 本發(fā)明則通過在傳統(tǒng)激光夜視儀上增加目標激光測距功能，確定觀測目標與夜視 儀的距離，然后通過設定好的程序自動調節(jié)光斑在特定距離上出光光軸與視場中心軸線相 交，從而保證光斑中心與視場中心重合。

【發(fā)明內容】

[0005] 本發(fā)明為了克服上述技術問題的缺點，提供了一種可調節(jié)不同距離上光斑與視場 中心對準的激光夜視儀及方法。
[0006] 本發(fā)明的可調節(jié)不同距離上光斑與視場中心對準的激光夜視儀，包括用于圖像采 集的成像攝像機、用于產生激光光斑的激光照明器以及控制整個激光夜視儀工作的自動控 制模塊；其特別之處在于：所述激光夜視儀上設置有對激光照明器發(fā)出的激光光斑的照射 方向進行調節(jié)和測量的電動調節(jié)及位置反饋模塊；激光夜視儀上設置有用于測量視場內目 標距離的測距機； 使用時，首先利用測距機測得視場內目標距離成像攝像機的距離，再利用激光照明器 與成像攝像機之間的距離，計算出激光光斑的軸線方向，通過電動調節(jié)及位置反饋模塊驅 使激光照明器轉動至計算出的軸線方向位置，以實現(xiàn)激光光斑中心與視場中心的重合。
[0007] 本發(fā)明的可調節(jié)不同距離上光斑與視場中心對準的激光夜視儀，所述電動調節(jié)及 位置反饋模塊由驅使激光照明器在水平面內轉動的水平驅動電機和測量激光照明器轉動 角度的角位移反饋電位器組成。
[0008] 本發(fā)明的可調節(jié)不同距離上光斑與視場中心對準的激光夜視儀的調節(jié)方法，其特 別之處在于，通過以下步驟來實現(xiàn)： a).變倍至最小視場角位置，當夜晚激光照明器開啟時，自動控制模塊控制成像攝像機 變倍至最大倍率，即具有最小視場角的位置，同時激光照明器也會隨動到最小光斑，此時最 小光斑的中心與最小視場角的中心重合；b).計算初始角度，設成像攝像機的中心軸線與 激光照明器中心軸線之間的距離為S，根據(jù)成像攝像機標定的最遠觀測距離&，根據(jù)公式 計算出最小視場下激光光斑軸線，與成像攝像機的中心與激光照明器中心連線之間的夾角 % ：
【主權項】
1. 一種可調節(jié)不同距離上光斑與視場中心對準的激光夜視儀，包括用于圖像采集的成 像攝像機（5)、用于產生激光光斑的激光照明器（3)以及控制整個激光夜視儀（1)工作的自 動控制模塊（6);其特征在于：所述激光夜視儀上設置有對激光照明器（3)發(fā)出的激光光斑 的照射方向進行調節(jié)和測量的電動調節(jié)及位置反饋模塊（2);激光夜視儀上設置有用于測 量視場內目標距離的測距機（4); 使用時，首先利用測距機（4)測得視場內目標距離成像攝像機的距離，再利用激光照明 器與成像攝像機之間的距離，計算出激光光斑的軸線方向，通過電動調節(jié)及位置反饋模塊 驅使激光照明器轉動至計算出的軸線方向位置，以實現(xiàn)激光光斑中心與視場中心的重合。
2. 根據(jù)權利要求1所述的可調節(jié)不同距離上光斑與視場中心對準的激光夜視儀，其特 征在于：所述電動調節(jié)及位置反饋模塊（2)由驅使激光照明器（3)在水平面內轉動的水平 驅動電機（7)和測量激光照明器轉動角度的角位移反饋電位器（8)組成。
3. -種基于權利要求1所述的可調節(jié)不同距離上光斑與視場中心對準的激光夜視儀 的調節(jié)方法，其特征在于，通過以下步驟來實現(xiàn)： a) .變倍至最小視場角位置，當夜晚激光照明器（3)開啟時，自動控制模塊（6)控制成 像攝像機（5)變倍至最大倍率，即具有最小視場角的位置，同時激光照明器也會隨動到最小 光斑，此時最小光斑的中心與最小視場角的中心重合； b) .計算初始角度，設成像攝像機（5)的中心軸線與激光照明器（3)中心軸線之間的距 離為S，根據(jù)成像攝像機標定的最遠觀測距離々，根據(jù)公式（1)計算出最小視場下激光光斑 軸線，與成像攝像機的中心與激光照明器中心連線之間的夾角爲：
c) .對于目標進行測距，當成像攝像機的視場發(fā)生變化時，自動控制模塊（6)利用測距 機（4)測得變化后視場中的目標距離成像攝像機的距離，設為4 ; d) .計算當前角度，利用像攝像機的中心軸線與激光照明器中心軸線之間的距離為S， 根據(jù)公式（2)計算出當前視場下激光光斑的軸線，與成像攝像機的中心與激光照明器中心 連線之間的夾角巧：
e) .計算偏移角度，通過公式（3)可以計算出：成像攝像機由前一視場變換至當前視場 時，激光照明器的光斑軸線相對于成像攝像機的軸線應偏移的角度4為：
其中，A為：當前視場下激光光斑的軸線，與成像攝像機的中心與激光照明器中心連線 之間的夾角；< 為：前一視場下激光光斑的軸線，與成像攝像機的中心與激光照明器中心 連線之間的夾角； f) .調節(jié)激光光斑，根據(jù)步驟e)中計算出的角度如果為正值，則通過水平驅動電機 (7)驅使激光照明器（3)背離成像攝像機（5)轉動|色|角度；如果為負值，則通過水平驅動電 機（7)驅使激光照明器（3)朝向成像攝像機（5)轉動|各|角度，以使轉動后的激光照明器發(fā) 出的激光光斑中心與視場中心重合，達到夜間獲取目標清晰圖像的目的。
【專利摘要】本發(fā)明的可調節(jié)不同距離上光斑與視場中心對準的激光夜視儀，包括成像攝像機、激光照明器和控制模塊；其特征在于：所述激光夜視儀上設置有電動調節(jié)及位置反饋模塊；激光夜視儀上設置有用于測量視場內目標距離的測距機；使用時，通過電動調節(jié)及位置反饋模塊的調節(jié)以實現(xiàn)激光光斑中心與視場中心的重合。本發(fā)明的調節(jié)方法，包括：a).變倍至最小視場角位置；b).計算初始角度；c).對于目標進行測距；d).計算當前角度；e).計算偏移角度；f).調節(jié)激光光斑。本發(fā)明的激光夜視儀及調節(jié)方法，在視場變化的每個距離上，均可實現(xiàn)激光照明光斑中心與視場中心的重合，有利于獲取目標的清晰圖像，有益效果顯著，便于應用推廣。
【IPC分類】H04N5-225, G03B15-05, H04N5-232
【公開號】CN104780306
【申請?zhí)枴緾N201510193073
【發(fā)明人】陶小凱, 李海波, 趙瑩, 陳乃澍
【申請人】山東神戎電子股份有限公司
【公開日】2015年7月15日
【申請日】2015年4月22日