[实用新型]船用智能灯光通信装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种船用智能灯光通信装置，属于船舶通信技术领域。

背景技术

灯光通信作为传统的视觉通信方式，在军用、民用领域得到了广泛运用。特别在军事领域，由于灯光通信具有保密性好、抗干扰能力强的优点，被广泛运用于舰船编队内部通信，编队进出港时，舰船与岸站的通信。然而，传统的灯光通信完全依靠信号兵手动发送灯光信号，用肉眼观测接收，不论是识别速度还是误码率都很难得到保证，实践表明，即使是一位专业过硬、训练有素的信号兵，在利用传统的灯光进行通信时，每分钟也只能发送10～15个汉字，在战时紧急状况下，满足不了大量信息通信的需要。

后来公开了一篇公开号为CN102983906A名称为“船用智能灯光通信系统”的中国专利，该系统综合运用现代电子技术、计算机技术、图像处理技术及编码技术，实现灯光的自动拍发和接收，解决了传统的灯光通信完全依靠信号兵手动发送灯光信号、用肉眼观测接收，而因此存在的识别速度慢、误码率低的问题。 

该专利所描述的系统存在如下问题：当船只在海面上航行时，船体随海浪运动时产生各种方向上的晃动，越位于船的高处这种晃动就越剧烈，而灯光通信系统为了获得较好的通信效果，一般位于船只的上层甲板或者桅杆的位置，这样给该系统的收发对准带来的难题，因为该系统将收发装置安装在电动二维平台上，通过人工手动控制该平台的俯仰角，当该平台在垂直方向上的晃动比较剧烈时，信号发送方的信号光源将可能由于控制不及时而超出接收方摄像机的视界，从而无法完整的接收信息。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是，提供一种能够克服由于船体剧烈晃动而无法完整接收信息问题的船用智能灯光通信装置。

本实用新型的船用智能灯光通信装置，包括发射光源、高速摄像机及变焦摄像机，发射光源由一个发射控制器控制其亮灭变化，发射控制器的控制指令输入部分与一个计算机控制单元连接，由计算机控制单元向其输出控制指令；高速摄像机的输出部分通过一个数据采集模块连接至计算机控制单元；变焦摄像机的拍摄图像信号输出部分连接至计算控制单元；发射光源、高速摄像机及变焦摄像机集成在一个电控三维转台上，电控三维转台上连接有能够实现电控三维转台俯仰和方位角控制的手动转台控制器和自动转台控制器，自动转台控制器连接有船体姿态测量模块。

所述发射光源为LED灯。

本实用新型的优点在于：

由于设置的电控三维转台、自动转台控制器以及船体姿态测量模块，能够实现实时对准对方目标，保证对方的光源始终位于高速摄像机的视野范围，一方面，避免了由于航行中船体剧烈晃动引起的通信中断问题，另外一方面， 操作人员自动捕获对准目标后即由自动控制模块接管，避免了反复多次的人工操作，可使操作人员有精力应付其他状况。

附图说明

图1是本实用新型船用智能灯光通信装置的系统结构原理图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式，对本实用新型的船用智能灯光通信装置作进一步详细说明。

如图所示，本实用新型的船用智能灯光通信装置，包括有能够发出灯光通信信号的发射光源、能够接收灯光通信信号的高速摄像机及能够摄取通信对方图像的变焦摄像机，发射光源由一个发射控制器控制其亮灭变化，发射控制器的控制指令输入部分与一个计算机控制单元连接，由计算机控制单元向其输出控制指令；高速摄像机的输出部分通过一个数据采集模块连接至计算机控制单元，由计算机单元对采集的灯光信号进行识别；变焦摄像机的拍摄图像信号输出部分连接至计算控制单元，并能够在计算机控制单元上显示拍摄图像；发射光源、高速摄像机及变焦摄像机集成在一个电控三维转台上，电控三维转台上连接有能够实现电控三维转台俯仰和方位角控制的手动转台控制器和自动转台控制器， 自动转台控制器连接有船体姿态测量模块，所说的发射光源为LED灯。

上述结构中，变焦摄像机、图像显示软件模块、船体姿态测量模块、手动转台控制器、自动转台控制器及电控三维转台构成伺服子系统，主要实现实时对准对方目标，保证对方的光源始终位于高速摄像机的视野范围。系统设计时将LED光源、变焦摄像机、高速摄像机集成在电控三维转台，保证三者对准同一方向；手动和自动转台控制器主要实现转台的俯仰和方位角的控制，首先由人工方式通过观察变焦摄像机的画面捕获对准发送方的信号光源，随后由自动转台控制器接管；船体姿态测量模块通过陀螺仪和GPS系统测量船体的纵摇、横摇等姿态并传输给自动转台控制器，自动转台控制器根据船体姿态数据，实时自动调整接收摄像机对准方向，使其在风浪中保持比较稳定的对准。