一種具有目標距離測量和定位功能的激光夜視儀的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種具有目標距離測量和定位功能的激光夜視儀，屬于夜視儀技術領 域。
【背景技術】
[0002] 夜間視頻監控是安防監控的重要組成部分，夜視技術主要分為主動紅外技術、被 動紅外技術和微光夜視技術三種。針對監控目標距離超過1公里的夜視監控，主動紅外技術 是利用激光作為照明光源，利用目標反射回來的激光發現和辨識目標。
[0003] 常規的激光夜視儀由半導體激光器照明系統、攝像機、信號處理和電控板、機械系 統四部分組成，其中光源一般選擇810nm、860nm、940nm等紅外波長的激光器作為監控攝像 機的照明光源，光電轉換效率在60%以上。激光夜視儀具有夜間監控距離遠(夜間監控距離 可達3km以上），激光裝置與攝像機同步變焦，監控畫面清晰，使用壽命長，節能環保等優點， 已經廣泛應用于平安城市、邊防、海事、油田礦區、森林防火、高速鐵路等領域。
[0004] 現在，很多應用對夜視儀的要求不只是要獲取目標圖像，還要具有定位功能，對于 夜視儀監控目標的定位，由于監控距離近的應用，一般只是給出一個大致的東南西北方向， 沒有準確的目標定位需求。但是，針對夜視距離達到公里以上的激光夜視監控應用，目標能 夠定位顯得非常重要。比如在森林防火、邊防、海防等領域，很多時候需要準確調動人員或 裝備到目標區域，這就需要夜視儀能夠給出目標圖像的同時，提供目標準確位置，提高事件 處置及時性和有效性。
[0005] 實現遠距離監控目標的定位，需要三個參數：
[0006] -個是攝像機自身位置，對于靜止安裝的夜視儀，一般是在安裝時輸入安裝點的 經煒度數據進行位置識別;對于移動的夜視儀，一般采用GPS、北斗定位系統或移動通訊信 號進行位置識別。
[0007] 二是監控目標與夜視儀之間的水平和垂直角度，這個通過安裝夜視儀的云臺獲 得。
[0008] 三是目標與夜視儀之間的距離，這個參數需要在夜視儀上增加測距裝置，比如激 光測距儀和紅外測距儀。
[0009] 獲得了上面三個參數就可以獲得夜視儀監控目標的地理位置，也就實現了定位。 [0010]中國專利文獻CN201765378U公開的一種具有測距功能的夜視儀，包括脈沖激光器 和帶有選通門的ICCD攝像機，ICCD攝相機能夠實現距離選通成像;脈沖激光器與ICCD攝像 機之間設置有距離選通同步控制器，距離選通同步控制器能夠使脈沖激光器的脈沖和ICCD 攝像機在時序上正確配合，以時間的先后分開不同距離上的后向散射引起的背景輻射和目 標反射回的有用信號，使從被探測目標反射回的有用信號剛好在攝像機選通工作的時間內 到達攝像機并成像。該夜視儀的測距利用了脈沖激光方式，由于光速為30萬公里/秒，受電 子線路響應時間所限，難以實現1公里以內的距離測量;二是該夜視儀只能獲取視場內所有 目標的平均距離，無法獲得監控畫面內不同位置點和部分區域的平均距離;三是該夜視儀 只給出了距離數據，沒有實際地理位置定位輸出功能。
【發明內容】
[0011] 針對現有夜視儀在遠距離監控目標定位方面存在的不足，本發明提供一種結構簡 單、成本低、位置信息全覆蓋的具有目標距離測量和定位功能的激光夜視儀。
[0012] 本發明的具有目標距離測量和定位功能的激光夜視儀，采用以下技術方案：
[0013] 該激光夜視儀，包括云臺、支架、激光照明器、攝像機和鑒相器;支架連接在云臺 上，激光照明器、攝像機和鑒相器均設置在支架上，激光照明器和攝像機均與鑒相器連接； 激光照明器內設置有用于提供工作電流和調制信號的激光器驅動和調制器件，激光照明器 的前部設置有激光變焦鏡頭(激光器驅動和調制器件和激光變焦鏡頭均屬于激光照明器的 組成部分）；攝像機的前部設置有變焦鏡頭；
[0014] 由激光照明器發出的經激光驅動和調制器件調制后的激光光束經過激光變焦鏡 頭后發射到監控目標上，經監控目標反射后的激光光束通過變焦鏡頭收集，進入攝像機，鑒 相器提取攝像機收集的目標反射產生的亮度信號，并與激光照明器發射激光的調制信號進 行相位比較，獲得相位差，計算出目標與云臺之間的目標距離，同時由云臺獲得云臺的地理 位置和目標方位角，利用云臺地理位置、目標方位角和目標距離計算出監控目標的具體地 理經煒度位置，實現目標的地理經煒度定位。
[0015] 所述目標是指一個點或一個區域（目標點或目標區域）。
[0016] 所述目標距離是指一個目標點與云臺之間的距離或者一個目標區域與云臺之間 的平均距離。
[0017]其中，云臺的地理位置(夜視儀自身位置）由安裝點的經煒度數據或采用GPS、北斗 定位系統或移動通訊信號獲得，目標方位角由云臺獲得；目標距離利用光強度調制的激光 照明發射激光和目標反射激光之間的信號相位差獲得。
[0018] 本發明與其它具有定位功能的激光夜視儀相比，不增加其它測距裝置，直接將照 明激光進行調制，利用目標反射的激光亮度變化信號進行距離測量，且對目標距離的測量 可以是一點或者一個區域的平均距離，用戶可以根據興趣自由選擇目標進行定位。
[0019] 本發明在照明激光上增加強度調制信號，利用攝像機CCD探測目標的亮度信號和 照明激光調制信號之間的相位差測量目標距離，并進行監控畫面內不同目標定位，可以對 畫面內所有目標給予位置定位，不需要附加測距儀實現目標定位，具有結構簡單、位置信息 全覆蓋的特點。
[0020] 本發明適合所有利用激光作為照明光源的遠距離激光夜視儀。
【附圖說明】
[0021] 圖1為本發明的具有目標定位功能的遠距離激光夜視儀的結構原理示意圖。
[0022] 圖中：1、云臺；2、激光照明器;3、攝像機;4、鑒相器;5、監控目標;6、激光驅動和調 制器件;7、激光變焦鏡頭;8、變焦鏡頭;9、支架。
【具體實施方式】
[0023]本發明具有目標距離測量和定位功能的激光夜視儀的距離參數測量采用激光測 距原理，激光測距一般采用兩種方式，分別是脈沖法和相位法。
[0024] 1.脈沖法：
[0025]測距儀發射出的激光經被測量物體的反射后又被測距儀接收，測距儀同時記錄激 光往返的時間，光速和往返時間的乘積的一半，就是測距儀和被測量物體之間的距離。脈沖 法測量距離的精度誤差為1米（即正負1米）左右。另外，由于信號處理速度限制，在1公里以 內的電路設計具有很大的挑戰性。
[0026] 激光測距是光波測距中的一種測距方式，如果光以速度c在空氣中傳播，在測站點 A點和B點間往返一