CN101881580A - 火炮快速自动瞄准装置 - Google Patents

Abstract

一种火炮快速自动瞄准装置，包括全方位视觉传感器、嵌入式系统、触摸显示屏、潜望式瞄准驱动单元和潜望式瞄准机械装置；全方位视觉传感器用于获取战车周围全景视频图像，固定在战车的外部火炮炮塔顶上，触摸显示屏用于显示战车周围全景视频图像和攻击对象目标的局部视频图像、用于提供给炮手发现可疑攻击对象目标和确认攻击对象目标，用于为炮手提供控制所述的潜望式瞄准机械装置来瞄准攻击对象目标。本发明大大减轻火炮手的工作强度，提高火炮的发射效率，提高火炮装置的自动化水平，扩展火炮手的攻击范围。

Description

火炮快速自动瞄准装置

技术领域

本发明涉及一种火炮快速瞄准装置，属于嵌入式技术、全方位视觉传感器和火炮伺服控制装置在各种火炮瞄准方面的应用，主要适用于近距离火炮攻击的各种坦克等武器设备。

背景技术

坦克火炮控制系统从问世到现在，大体上经历了四个重要阶段，第一阶段是只配有简单的光学瞄准镜，第二阶段是在原光学瞄准镜的基础上增配了体视式或合像式测距仪和以凸轮等为函数部件的机械式弹道计算机，第三阶段是光学瞄准镜、光学测距仪和机电模拟式弹道计算机组成，第四阶段的技术是激光测距瞄准镜、炮长昼夜瞄准镜、数模混合式火控计算机、目标角速度测量装置以及各种弹道修正量传感器组成。目前对新型坦克装备的火控系统的基本要求是：快速发现、捕获和识别目标；反应时间短；远距离射击首发命中率高；坦克行进间能射击固定或运动目标；全天候和夜间作战能力强；操作简便，可靠性高；配有自检系统，维修简便；具有较高的效费比。对改装老式坦克用的火控系统的基本要求是：在与老式坦克性能相匹配的前提下，基本上满足现代先进坦克火控系统的某些要求；安装简单迅速，通用性好，既适用于西方国家制造的老式坦克，也适用于苏制T系列坦克；坦克改动量小，改装成本低；可靠性高，操作和维护简便；功耗低，尽量利用车辆上原有的电源；体积小，不过多地占用坦克炮塔内的有效空间。

火控系统中即需要快速发现、捕获目标又需要识别、跟踪和瞄准目标，一股来说低倍率、大视场用于战场监视和搜索目标；高倍率、小视场用于识别、跟踪和瞄准目标。目前的技术对于高倍率、小视场用于识别、跟踪和瞄准目标的技术已经比较完善，有些火炮系统的首发命中率达到80％以上，但是对于快速发现、捕获目标，尤其是大范围360°视野内目标的发现尚无很好的解决方案。

目前火炮系统中的俯仰角以及炮塔的转动角的控制是通过“稳像式”火控系统来实现的，瞄准线独立稳定，并作为系统工作的基准。瞄准线的稳定，是通过陀螺仪稳定瞄准镜中的反射棱镜或反射镜来实现的。在瞄准状态时，炮手用手控装置驱动瞄准镜的瞄准线，跟踪、瞄准目标，火炮随动于瞄准线；在射击时，火控计算机计算出射击诸元，传输给火炮和炮塔传动装置，使火炮自动精确地调转到提前角位置，而瞄准线仍然保持跟踪和瞄准目标，实现自动跟踪瞄准。为了发现火炮周围的目标，有时火炮手需要露出作战车外进行观察，这种观察对于炮手来说非常危险，同时对于作战车来说，露出之处也是战车的最薄弱的地方。因此，对于目前这种火炮瞄准手段至少有两个改进之处：1)需要扩大炮手的视野范围，尽可能不要露出作战车外观察，最好是能让火炮手在作战车内看到周围360°视野内的实时全景视频图像；2)要尽可能地减少炮手的手动操作，为火炮装置的少人化和无人化做好技术准备，最终实现火炮装置的全自动化。

实现火炮瞄准装置全自动化的问题关键是在进入瞄准状态前需要快速的粗对准射击目标，如果能让炮手在全方位图像的显示屏上点击瞄准目标，使得火炮装置迅速地对准射击物，然后利用火炮现有随动装置实现自动跟踪瞄准。这是因为目前的火炮随动瞄准装置是针对某一个小区域的瞄准进行设计的，而射击目标会发生在炮塔为中心的转动角360°范围以及俯仰角40°以上的范围内，因此必定存在着粗对准和精对准的问题。利用全方位视觉传感器可直接检测到射击物的方位角和入射角来自动控制炮塔的转动角和俯仰角实现粗对准射击物，接着利用目前的火炮自动跟踪瞄准系统实现精对准，这样可以大大减轻火炮手的工作强度，提高火炮的发射效率，提高火炮装置的自动化水平，扩展火炮手的攻击范围。

发明内容

为了克服已有的火炮瞄准装置的一次观察视野小、火炮手露出作战车体外进行观察的危险度高、火炮手手动操作火炮装置的工作强度大等的不足，本发明提供一种火炮手能在战车内实时观察战场现场的全景视频图像和攻击目标物的局部视频图像，炮手能在全方位图像的显示屏上点击瞄准目标，使得火炮装置迅速地对准射击物的火炮快速自动瞄准装置。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种火炮快速自动瞄准装置，包括全方位视觉传感器、嵌入式系统、潜望式瞄准驱动单元和潜望式瞄准机械装置；用于获取战车周围全景视频图像全方位视觉传感器固定在战车的外部火炮炮塔顶上；所述的嵌入式系统与所述的全方位视觉传感器连接，所述的嵌入式系统与所述的潜望式瞄准机械装置的视频图像接口连接，所述的嵌入式系统连接所述的潜望式瞄准驱动单元；所述的潜望式瞄准驱动单元用于接收来自所述的嵌入式系统的串口控制信号，并驱动所述的潜望式瞄准机械装置使得潜望镜能清晰获得攻击对象目标图像；

所述的全方位视觉传感器用于拍摄战车周围的全景视频图像，包括摄像单元、一次折反射镜面、二次折反射镜面、广角镜头和外罩，空间上的一个光源点P的入射光V1在所述的一次折反射镜面(t1，F₁)点上进行反射，反射光V2反射到所述的二次折反射镜面(t2，F₂)点上再进行反射，反射光V3以角度θ1进入摄像单元的镜头，在所述的摄像单元上成像；

所述的潜望式瞄准驱动单元包括内置解码器，其解码器控制协议对所述的潜望式瞄准机械装置进行控制，当所述的潜望式瞄准驱动单元接收到串口控制信号后，对串口控制信号进行解析，并将解析的命令转换成相应的能够驱动所述的潜望式瞄准机械装置转动的控制电压，最后将控制电压传递给所述的潜望式瞄准机械装置以控制所述的潜望式瞄准机械装置中的水平方向转动电机、垂直方向转动电机的转动、潜望镜镜头的调焦及停止操作。

作为优选的一种方案：所述的潜望式瞄准机械装置包括转轴、第一电机、第一齿轮、第二电机、第二齿轮、第三齿轮、潜望镜和固定架，作垂直旋转的第一电机驱动第一齿轮旋转，第一齿轮与转轴上的外齿轮啮合，转轴通过第一电机驱动在垂直平面内做旋转运动，垂直旋转控制参数是由入射角Ф确定的；作水平旋转的机械装置安置在固定架上，固定架与转轴的外壁固定连接，第一电机带动固定架在垂直平面内做旋转运动；固定架上同时固定第二电机、第二齿轮、第三齿轮以及潜望镜，第三电机驱第二动齿轮在固定架平面内做旋转运动，第二齿轮与第三齿轮啮合，第三齿轮的上部固定潜望镜，第二电机带动潜望镜在固定架平面内做旋转运动，水平旋转控制参数是由方位角β确定；潜望内配置有调焦控制装置，焦距控制参数是由焦距ζ确定的；

将所述的全方位视觉传感器获得的全景视频图像划分成若干个小区域，每个小区域都对应着潜望式瞄准装置的某一对方位角、入射角和焦距的三个控制参数，其中，方位角信息用于控制潜望式瞄准装置的水平旋转电机的转动角度，入射角信息用于控制潜望式瞄准装置的垂直旋转电机的转动角度，焦距用于控制潜望镜的焦距；当炮手点击全景视频图像中某一个区域时，自动读取该区域所对应的方位角、入射角和焦距的三个控制参数。

进一步，所述瞄准装置还包括触摸显示屏，所述的嵌入式系统通过GPIO接口控制所述的触摸显示屏，所述的触摸显示屏用于显示战车周围全景视频图像和攻击对象目标的局部视频图像、用于提供给炮手发现可疑攻击对象目标和确认攻击对象目标的人机接口，用于为炮手提供控制手段来为所述的潜望式瞄准机械装置来瞄准攻击对象目标。

再进一步，所述嵌入式系统中，当炮手在触摸显示屏的全景图上发现了一个可疑射击目标，炮手通过点击可疑射击目标，在点击时所述的嵌入式系统自动获取该全景图像上的点击处的像素点的坐标值，根据全景视频图像与局部视频图像之间建立特定的映射关系，得到该像素点所对应的空间上的物理坐标，即该像素点所对应的方位角、入射角和焦距值，完成可疑攻击对象目标的粗瞄准；接着通过所获得的参数控制转动潜望镜拍摄可疑射击目标得到右边的局部视频图像，通过局部视频图像炮手进一步确认是否是攻击射击目标，炮手根据瞄准线与攻击射击目标之间的位置关系，通过调整按钮使得瞄准线正好瞄准射击目标，完成攻击对象目标的精瞄准；当炮手对准射击目标后按下启动按钮时，火炮的火控计算机计算出射击诸元，传输给火炮和炮塔传动装置。

更进一步，所述调整按钮包括：用以控制水平方向转动第二电机向左转动的第一按钮，用以控制水平方向转动第二电机向右转动的第二按钮，用以控制垂直方向转动第一电机向上转动的第三按钮，用以控制垂直方向转动电机向下转动的第四按钮，用以控制潜望镜的焦距增大的第五按钮，用以控制潜望镜的焦距减小的第五按钮。

所述的内置解码器中，采用PELCO-D控制协议作为所述的潜望式瞄准机械装置的控制协议。

所述的潜望式瞄准机械装置与战车的炮管联动。

所述的全方位视觉传感器的摄像单元，采用为CMOS或者CCD成像芯片。

所述的全方位视觉传感器的摄像单元采用热像仪的成像芯片。

本发明的有益效果主要表现在：(1)炮手在战车内能实时看见战场上宏观全景视频图像，同时又能看见射击物目标局部视频图像；(2)炮手只要点击战车内的显示屏就能自动实现对准、跟踪射击目标；(3)实时方便，对目前的战车进行改造小，能保留原战车中的瞄准装置，在手动瞄准的功能基础上增添了自动瞄准功能；(4)大大减轻火炮手的工作强度，提高火炮的发射效率，提高火炮装置的自动化水平，扩展火炮手的攻击范围。

附图说明

图1为在战车的屏幕上所获得的战场全景图。

图2为在战车的屏幕上所获得的攻击目标对象图。

图3为潜望式瞄准机械装置的结构图。

图4为嵌入式系统以及相关外围硬件接口框图。

图5为全方位视觉传感器所获取的全景视频图像。

图6为全方位视觉传感器安装在战车的炮塔顶部的示意图。

图7为全方位视觉传感器的结构图。

图8为全方位视觉传感器的组合镜头成像示意图。

图9为利用4阶Runge-Kutta算法求F₁和F₂的数字解的折反射镜面曲线图。

图10为全方位视觉传感器成像原理图。

图11为提供给炮手进行瞄准攻击目标的人机接口图像。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步描述。

参照图1～图11，一种火炮快速自动瞄准装置，包括全方位视觉传感器、嵌入式系统、触摸显示屏、潜望式瞄准驱动单元和潜望式瞄准机械装置；所述的全方位视觉传感器用于获取战车周围全景视频图像，固定在战车的外部火炮炮塔顶上，如图6所示；所述的嵌入式系统用于读取从所述的全方位视觉传感器获得的全景视频图像和从所述的潜望式瞄准机械装置获得的攻击对象目标的局部视频图像、用于获取所述的触摸显示屏的控制信号、用于控制所述的潜望式瞄准驱动单元，所述的嵌入式系统配置在战车的内部离所述的潜望式瞄准驱动单元的附近；所述的触摸显示屏用于显示战车周围全景视频图像和攻击对象目标的局部视频图像、用于提供给炮手发现可疑攻击对象目标和确认攻击对象目标，用于为炮手提供控制所述的潜望式瞄准机械装置来瞄准攻击对象目标；所述的潜望式瞄准驱动单元用于接收来自所述的嵌入式系统的串口控制信号，用于驱动所述的潜望式瞄准机械装置使得潜望镜能清晰获得攻击对象目标图像；

所述的全方位视觉传感器包括摄像单元3、一次折反射镜面4、二次折反射镜面5、广角镜头6和外罩2，空间上的一个光源点P的入射光V1在一次折反射镜面4(t1，F₁)点上进行反射，反射光V2反射到二次折反射镜面5(t2，F₂)点上再进行反射，反射光V3以角度θ1进入摄像装置的镜头，在摄像单元3(CCD或者CMOS)上成像；

根据全方位成像原理，一次入射光线V1与折反射主轴Z的夹角为Ф，一次反射光线V2与折反射主轴Z的夹角为θ₂，过P₁点(t₁，F₁)的切线与t轴的夹角为σ，法线与Z轴的夹角为ε；二次反射光线V3与折反射主轴Z的夹角为θ₁，过P₂点(t₂，F₂)的切线与t轴的夹角为σ，法线与Z轴的夹角为ε₁，基于上述关系可以得到公式(1)：

其中 $\tan \mathrm{\φ}=\frac{t_1}{F_1(t_1-s)},$ $\tan {\mathrm{\θ}}_2=\frac{t_1-t_2}{F_2-F_1},$ ${\tan \mathrm{\θ}}_1=\frac{t_2}{F_2}$

式中，F₁是一次折反射镜面曲线，F₂是二次折反射镜面曲线；

利用三角关系并进行简化整理，得到公式(2)、(3)：

$F_1^{\′2}-2\mathrm{\α}{F}_1^{\′}-1=0---\left(2\right)$

$F_2^{\′2}-2\mathrm{\β}{F}_2^{\′}-1=0---\left(3\right)$

上式中，

$\mathrm{\σ}=\frac{(F_1-s)(F_2-F_1)-t_1(t_1-t_2)}{t_1(F_2-F_1)-(t_1-t_2)(F_1-s)}$

$\mathrm{\β}=\frac{t_2(t_1-t_2)+F_2(F_2-F_1)}{t_2(F_2-F_1)-F_2(t_1-t_2)}$

解公式(2)、(3)可以得到公式(4)、(5)；

$F_1^{\′}=\mathrm{\α}\±\sqrt{{\mathrm{\α}}^2+1}---\left(4\right)$

$F_2^{\′}=\mathrm{\β}\±\sqrt{{\mathrm{\β}}^2+1}---\left(5\right)$

式中：F′₁为F₁曲线的微分，F′₂为F₂曲线的微分；

所述的成像平面上的点与水平面上的点之间的关系来说具有某种线性关系，与视点S的距离为C并与Z轴相垂直的水平面L上的任意点P，在成像平面上的有一个对应的像素点p，如附图10所示，将水平面上的坐标用极坐标表示，这时水平面L上的任意点P(r，z)可以用以下公式来表示，

r＝C*tanφ，z＝s+C    (6)

为了设计水平面上具有平均分辨率全方位视觉传感器，即水平方向不变形的全方位视觉传感器，在水平面L上的任意点P与Z轴相垂直方向的坐标r和像素点p与Z轴的距离t₂/F₂(t₂)之间要保证具有线性关系。使得以下公式能成立，

r＝a*f*t₂/F₂(t₂)+b    (7)

根据成像原理有以下关系成立，入射角用公式(8)表示，

$\tan \mathrm{\φ}=\frac{t_1}{F_1-s}---\left(8\right)$

将公式(6)、(8)代入公式(7)并整理，得到在水平方向不变形的条件，用公式(9)表示，

$t_2=\frac{F_2\left(t_2\right)}{a*f}(\frac{t_1}{F_1\left(t_1\right)-s}-b)---\left(9\right)$

满足公式(9)的镜面曲线设计符合水平方向平均分辨率要求；

更进一步，通过对公式(2)、(3)、(9)利用4阶Runge-Kutta算法求F₁和F₂的数字解，这样计算得到的一次折反射镜面和二次折反射镜面曲线能实现水平方向平均分辨率；图9是利用4阶Runge-Kutta算法求F₁和F₂的数字解的折反射镜面曲线图；

设计透明外罩2，为了使得透明外罩2不会产生内壁的反射干扰光，如图7所示。具体做法是将透明外罩设计成碗状，即设计成半圆球，这样能避免在透明外罩2发生反射干扰光，全方位视觉传感器的结构如图7所示；

图8是摄像单元镜头与广角镜头的位置关系图，在图8中将广角镜头配置在一次折反射镜的前方和二次折反射镜面上，摄像单元镜头、广角镜头、一次折反射镜和二次折反射镜的中心轴配置在同一轴心线上；摄像单元的镜头安置在第一折反射镜面后部的视点位置上，通过一次折反射镜上的圆孔在广角镜头与摄像单元镜头之间成像，称为第一成像点，该成像点通过摄像单元镜头在视点处成像。这里将摄像单元镜头的焦点距离作为f1、广角镜头的焦点距离作为f2、摄像单元镜头与摄像单元镜头的焦点的距离作为S1、从摄像单元镜头到第一成像点的焦点距离作为S2、从广角镜头到第一成像点的距离作为S3、从广角镜头到实物点的距离作为S4，根据镜头的成像公式可以得到以下关系式：

$\frac{1}{f1}=\frac{1}{S1}+\frac{1}{S2}---\left(10\right)$

$\frac{1}{f2}=\frac{1}{S3}+\frac{1}{S4}---\left(11\right)$

d＝S2+S3    (12)

要使公式(12)成立的话，也就是将图3中的从第一折反射镜面后的摄像单元镜头距离为d的地方配置广角镜头的话，就可以得到图2中图像中部所显示的广角成像图；但是本发明中是将广角镜头配置在第二折反射镜面上，因此将摄像单元镜头与广角镜头的之间的距离d作为一个约束条件，只有通过设计广角镜头的焦点距离f2来满足公式(12)的要求；

对于图8中将摄像单元镜头与广角镜头作为一个组合镜头来考虑的话，其焦距f可以由下式来表示：

$\frac{1}{f}=\frac{(f1+f2-d)}{f1*f2}---\left(13\right)$

另外，将合成镜头的直径作为D，其放大倍数可以由下式来表示：

$n=\frac{D}{f}---\left(14\right)$

为了将合成镜头的视场与全方位视觉传感器的死角部分相吻合，在设计合成镜头时需要满足以下公式：

$n=\frac{D}{f}=2{\mathrm{\θ}}_{1\max }---\left(15\right)$

式中，θ_1max是二次反射光线V3与折反射主轴Z的最大夹角；经过上述设计的全方位视觉传感器拍摄出来的图像效果图如图5所示，能有效地覆盖原来的全方位视觉传感器的死角部分，即炮手能在屏幕上能观察到战车上方的图像；

所述的全方位视觉传感器的摄像单元通过USB接口与所述的嵌入式系统连接，所述的潜望式瞄准机械装置的摄像单元通过USB接口与所述的嵌入式系统连接，所述的潜望式瞄准驱动单元通过RS232/RS485转换器与所述的嵌入式系统连接，所述的潜望式瞄准驱动单元直接驱动所述的潜望式瞄准机械装置；

所述的潜望式瞄准驱动单元中设置了内置解码器，所述的嵌入式系统通过串口向COM口发送串口命令，当所述的潜望式瞄准驱动单元接收到串口命令后，对控制命令进行解析，并将解析的命令转换成相应的能够驱动所述的潜望式瞄准机械装置转动的控制电压，最后将控制电压传递给所述的潜望式瞄准机械装置以控制所述的潜望式瞄准机械装置中的水平方向转动电机、垂直方向转动电机的转动、潜望镜镜头的调焦及停止等操作；

所述的内置解码器，其解码器控制协议对所述的潜望式瞄准机械装置进行控制，具体采用PELCO-D控制协议作为所述的潜望式瞄准机械装置的控制协议；

所述的潜望式瞄准机械装置包括转轴40、第一电机41、第一齿轮42、第二电机44、第二齿轮45、第三齿轮46、潜望镜47和固定架48，作垂直旋转的第一电机41驱动第一齿轮42旋转，第一齿轮42与转轴40上的外齿轮啮合，这样转轴40通过第一电机41驱动在垂直平面内做旋转运动，垂直旋转控制参数是由入射角Ф确定的；作水平旋转的机械装置安置在固定架48上，固定架48与转轴40的外壁进行固定连接，因此第一电机41驱动也能带动固定架48在垂直平面内做旋转运动；固定架48上又固定了第二电机44、第二齿轮45、第三齿轮46以及潜望镜47，第二电机44驱动第二齿轮45在固定架48平面内做旋转运动，第二齿轮45与第三齿轮46啮合，第三齿轮46的上部固定了潜望镜47，因此第二电机44驱动也能带动潜望镜47在固定架48平面内做旋转运动，水平旋转控制参数是由方位角β确定的；潜望镜47内配置有调焦控制装置，焦距控制参数是由焦距ζ确定的；

为了获得用于控制所述的潜望式瞄准机械装置的三个控制参数，入射角Ф、方位角β和焦距ζ，需要在全景视频图像与局部视频图像之间建立特定的映射关系，本发明中，将如图1所示的全景视频图像划分成若干个小区域，每个小区域都对应着潜望式瞄准装置的某一对方位角、入射角和焦距的三个控制参数；即当炮手点击了全景视频图像中某一个区域时，装置就自动读取该区域所对应的方位角、入射角和焦距的三个控制参数，其中方位角信息用于控制潜望式瞄准装置的水平旋转电机的转动角度，入射角信息用于控制潜望式瞄准装置的垂直旋转电机的转动角度，焦距用于控制潜望镜的焦距；

通过图11所示的人机接口说明火炮快速自动瞄准装置是如何获得攻击对象目标的瞄准的方位角、入射角和焦距的三个控制参数；首先炮手在显示器的左边全景图11上发现了一个可疑射击目标12，炮手通过点击可疑射击目标12，在点击时所述的嵌入式系统自动获取了该全景图像上的点击处的像素点的坐标值，根据全景视频图像与局部视频图像之间建立特定的映射关系，得到该像素点所对应的空间上的物理坐标，即该像素点所对应的方位角、入射角和焦距值，这时完成了可疑攻击对象目标的粗瞄准；接着通过这些所获得的参数控制转动潜望镜47拍摄可疑射击目标得到右边的局部视频图像13，通过局部视频图像13炮手进一步确认是否是攻击射击目标，炮手根据瞄准线与攻击射击目标之间的位置关系，通过调整第一按钮15、第二按钮16、第三按钮17、第四按钮18、第五按钮19和第六按钮20，使得瞄准线正好瞄准射击目标，这时完成了攻击对象目标的精瞄准；其中第一按钮15是控制水平方向转动第二电机44向左转动，第二按钮16是控制水平方向转动第二电机44向右转动，第三按钮17是控制垂直方向转动第一电机41向上转动，第四按钮18是控制垂直方向转动第一电机41向下转动，第五按钮19是控制潜望镜的焦距增大，第六按钮20是控制潜望镜的焦距减小，当炮手对准射击目标后按下启动按钮10时，火炮的火控计算机计算出射击诸元，传输给火炮和炮塔传动装置，使火炮自动精确地调转到提前角位置，而瞄准线仍然保持跟踪和瞄准目标，实现自动跟踪瞄准；

所述的全方位视觉传感器的摄像单元，除了采用CMOS或者CCD成像芯片以外，为了使得战车在夜间、雨、雪、浓雾和深烟条件下的全天候作战能力，采用热像仪的成像芯片替换CMOS或者CCD成像芯片；

所述的潜望式瞄准机械装置与战车的炮管进行联动，即一旦所述的潜望式瞄准机械装置对准了射击目标后，战车的炮管也随着对准了射击目标；

所述的全方位视觉传感器安装在战车的炮塔顶部，如图6所示；所述的潜望式瞄准机械装置安装在战车的炮塔附近。

Claims (9)

1.一种火炮快速自动瞄准装置，其特征在于：包括全方位视觉传感器、嵌入式系统、潜望式瞄准驱动单元和潜望式瞄准机械装置；用于获取战车周围全景视频图像全方位视觉传感器固定在战车的外部火炮炮塔顶上；所述的嵌入式系统与所述的全方位视觉传感器连接，所述的嵌入式系统与所述的潜望式瞄准机械装置的视频图像接口连接，所述的嵌入式系统连接所述的潜望式瞄准驱动单元；所述的潜望式瞄准驱动单元用于接收来自所述的嵌入式系统的串口控制信号，并驱动所述的潜望式瞄准机械装置使得潜望镜能清晰获得攻击对象目标图像；

所述的全方位视觉传感器用于拍摄战车周围的全景视频图像，包括摄像单元、一次折反射镜面、二次折反射镜面、广角镜头和外罩，空间上的一个光源点P的入射光V1在所述的一次折反射镜面(t1，F₁)点上进行反射，反射光V2反射到所述的二次折反射镜面(t2，F₂)点上再进行反射，反射光V3以角度θ1进入摄像单元的镜头，在所述的摄像单元上成像；

所述的潜望式瞄准驱动单元包括内置解码器，其解码器控制协议对所述的潜望式瞄准机械装置进行控制，当所述的潜望式瞄准驱动单元接收到串口控制信号后，对串口控制信号进行解析，并将解析的命令转换成相应的能够驱动所述的潜望式瞄准机械装置转动的控制电压，最后将控制电压传递给所述的潜望式瞄准机械装置以控制所述的潜望式瞄准机械装置中的水平方向转动电机、垂直方向转动电机的转动、潜望镜镜头的调焦及停止操作。

2.如权利要求1所述的火炮快速自动瞄准装置，其特征在于：所述的潜望式瞄准机械装置包括转轴、第一电机、第一齿轮、第二电机、第二齿轮、第三齿轮、潜望镜和固定架，作垂直旋转的第一电机驱动第一齿轮旋转，第一齿轮与转轴上的外齿轮啮合，转轴通过第一电机驱动在垂直平面内做旋转运动，垂直旋转控制参数是由入射角Ф确定的；作水平旋转的机械装置安置在固定架上，固定架与转轴的外壁固定连接，第一电机带动固定架在垂直平面内做旋转运动；固定架上同时固定第二电机、第二齿轮、第三齿轮以及潜望镜，第三电机驱第二动齿轮在固定架平面内做旋转运动，第二齿轮与第三齿轮啮合，第三齿轮的上部固定潜望镜，第二电机带动潜望镜在固定架平面内做旋转运动，水平旋转控制参数是由方位角β确定；潜望内配置有调焦控制装置，焦距控制参数是由焦距ζ确定的；

将所述的全方位视觉传感器获得的全景视频图像划分成若干个小区域，每个小区域都对应着潜望式瞄准装置的某一对方位角、入射角和焦距的三个控制参数，其中，方位角信息用于控制潜望式瞄准装置的水平旋转电机的转动角度，入射角信息用于控制潜望式瞄准装置的垂直旋转电机的转动角度，焦距用于控制潜望镜的焦距；当炮手点击全景视频图像中某一个区域时，自动读取该区域所对应的方位角、入射角和焦距的三个控制参数。

3.如权利要求1或2所述的火炮快速自动瞄准装置，其特征在于：所述瞄准装置还包括触摸显示屏，所述的嵌入式系统通过GPIO接口控制所述的触摸显示屏，所述的触摸显示屏用于显示战车周围全景视频图像和攻击对象目标的局部视频图像、用于提供给炮手发现可疑攻击对象目标和确认攻击对象目标的人机接口，用于为炮手提供控制手段来为所述的潜望式瞄准机械装置来瞄准攻击对象目标。

4.如权利要求3所述的火炮快速自动瞄准装置，其特征在于：所述嵌入式系统中，当炮手在触摸显示屏的全景图上发现了一个可疑射击目标，炮手通过点击可疑射击目标，在点击时所述的嵌入式系统自动获取该全景图像上的点击处的像素点的坐标值，根据全景视频图像与局部视频图像之间建立特定的映射关系，得到该像素点所对应的空间上的物理坐标，即该像素点所对应的方位角、入射角和焦距值，完成可疑攻击对象目标的粗瞄准；接着通过所获得的参数控制转动潜望镜拍摄可疑射击目标得到右边的局部视频图像，通过局部视频图像炮手进一步确认是否是攻击射击目标，炮手根据瞄准线与攻击射击目标之间的位置关系，通过调整按钮使得瞄准线正好瞄准射击目标，完成攻击对象目标的精瞄准；当炮手对准射击目标后按下启动按钮时，火炮的火控计算机计算出射击诸元，传输给火炮和炮塔传动装置。

5.如权利要求3所述的火炮快速自动瞄准装置，其特征在于：所述调整按钮包括：用以控制水平方向转动第二电机向左转动的第一按钮，用以控制水平方向转动第二电机向右转动的第二按钮，用以控制垂直方向转动第一电机向上转动的第三按钮，用以控制垂直方向转动电机向下转动的第四按钮，用以控制潜望镜的焦距增大的第五按钮，用以控制潜望镜的焦距减小的第五按钮。

6.如权利要求1或2所述的火炮快速自动瞄准装置，其特征在于：所述的内置解码器中，采用PELCO-D控制协议作为所述的潜望式瞄准机械装置的控制协议。

7.如权利要求1或2所述的火炮快速自动瞄准装置，其特征在于：所述的潜望式瞄准机械装置与战车的炮管联动。

8.如权利要求1或2所述的火炮快速自动瞄准装置，其特征在于：所述的全方位视觉传感器的摄像单元，采用为CMOS或者CCD成像芯片。

9.如权利要求1或2所述的火炮快速自动瞄准装置，其特征在于：所述的全方位视觉传感器的摄像单元采用热像仪的成像芯片。

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