NEO-1光电吊舱系统

NEO-1单兵光电吊舱介绍与
北京云汉通航科技有限公司
2015
⽬目录
......................................................................................................................................⼀一.产品定位 3 ......................................................................................................................................⼆二.系统组成 5 ......................................................................................................................................
三.系统功能 6
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四.性能参数 6
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4.1吊舱物理电⽓气性能参数 6
4.2可见光摄像机7
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4.3红外热像仪8
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4.4测温型红外热像仪9
4.5图像识别⾃自动跟踪模块10
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五.报价与周期12
六.系统简单使⽤用说明(详细内容见产品使⽤用⼿手册) 13
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6.1系统尺⼨寸图与吊舱安装⽅方式13
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6.2吊舱线路连接14
6.3吊舱启动过程14
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6.4吊舱控制协议14
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6.4.1串⼜⼝口硬件参数14
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6.4.2、键盘发送15
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6.4.3、键盘发送指令解析15
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6.4.4、校验算法16
⼀一.产品定位
本光电吊舱系统适⽤用于于民⽤用⽆无⼈人机应⽤用领域，吊舱可集成⾼高清可见光摄像机或者红外热像仪模块，通过被动⾼高频减震系统和主动陀螺稳定伺服系统来实现隔离载体扰动并保持视轴稳定的功能；该吊舱配套通⽤用图像处理系统，可以实现⽬目标跟踪、⽬目标锁定、温度⾃自动预警、红外测温等附加功能，⼤大⼤大⽅方便了系统在各个⾏行业⽐比如侦查监控、森林防⽕火、电⼒力巡线等的使⽤用。

该吊舱可搭载于单兵固定翼飞机、多旋翼、⼩小型⽆无⼈人直升机等各种⼩小型飞⾏行器。

图1 吊舱挂载照⽚片
综上所述：该吊舱系统具有以下优点
●采⽤用两轴稳定平台，镜头复合轴随动
●体积⼩小、重量轻；
●⾼高清1080p@50帧画质，50倍光学变焦
●⾼高可靠性设计，整体外壳防护
●超⾼高性价⽐比；
●9-24v宽压供电输⼊入，动态功耗控制
●内置4个战术级三轴陀螺仪，12轴冗余算法稳定设计
●可见光吊舱与红外吊舱可直接互换，⽀支持快速拆装
●红外热像仪640x480分辨率热像仪配置，可增加测温功能；
●通⽤用图像处理系统配置，可适⽤用于不同应⽤用领域；
●IP56防护等级，满⾜足海上使⽤用条件
●可增加空间定位和定向功能模块
产品照⽚片如下图所⽰示：
图2 NEO-1光电吊舱外观
⼆二.系统组成
光电吊舱系统主要组成包括：吊舱平台(含热像仪、可见光摄像机)、通⽤用接⼜⼝口/图像处理板、控制终端。

系统电⽓气连接⽰示意图如图3所⽰示。

图3 NEO-2光电吊舱系统组成
各部分的功能简介如下：
●光电吊舱：采⽤用⽅方位俯仰两轴结构，内部安装各光学探测器
及陀螺稳定伺服系统和相关测量设备；外部连接⾼高频减震器以隔离机体的⾼高频振动。

●通⽤用接⼜⼝口/图像处理板：该分系统由通⽤用接⼜⼝口板和图像处理板
两个模块组成。

通⽤用接⼜⼝口板提供连接机载吊舱供电、数传电台、图传电台的接⼜⼝口；图像处理板⽤用于采集吊舱视频，并根据地⾯面指令(数传电台通信)完成相应的图像系统操作，例如⽬目标选取、测温功能等。

地⾯面控制终端
光电吊舱
数传链路
图传链路通⽤用接⼜⼝口/图像处理板机载供电
●地⾯面控制终端：该终端有两款，⼀一款为地⾯面PC基站，运⾏行吊
舱控制软件，由软件完成对吊舱的监控和操作；另⼀一款为嵌⼊入式⼿手持控制器，完成对吊舱的监控与操作。

图4地⾯面PC基站与嵌⼊入式⼿手持终端
三.系统功能
NEO-1吊舱系统具有以下功能：
●提供红外或者可见光的视频图像，提供红外测温信息
●复合陀螺稳定
●能⼈人⼯工操作吊舱⽅方位俯仰和变焦动作，搜索监控区域
●能⼈人⼯工操作瞄准线运动，锁定⽬目标并对⽬目标进⾏行⾃自动跟踪；
●能按照预定的路径，⾃自动搜索由操作员指定的区域；
●视频叠加功能，能在视频画⾯面实时显⽰示吊舱指向、⼯工作状态等信息
四.性能参数
4.1吊舱物理电⽓气性能参数
稳定系统⽅方位俯仰两轴结构
稳定精度优于0.1度
跟踪精度1像素
转动范围⽅方位轴：⽆无限制；俯仰轴：-20~110度；
速度范围最⼤大转动⾓角速度120度/s，最低平稳⾓角速度≤0.01º/S；最⼤大⾓角加速度≥100º/S2；
接⼜⼝口1个标准RS232串⼜⼝口，1路标准电视信号制式视频输出，可见光本地存储1080p50帧信号sd卡接⼜⼝口，⼀一个XT60
电源接⼜⼝口
控制性能500HZ控制频率，0.001度框架⾓角分辨率
电源9-15v直流输⼊入，功耗：<20w
温度范围⼯工作温度：-20~70度；存储温度：-40~80度
重量吊舱：600g；通⽤用接⼜⼝口/图像处理模块：50g
尺⼨寸外径：110mm，⾼高144mm
吊舱性能参数表
4.2可见光摄像机
●⼯工作波段：0.4～0.9µm；
●类型：1/4″彩⾊色CMOS
●分辨率：1920*1080
变焦倍数50倍
视频记录1080/50p (28Mbps / VBR)
可见光摄像机参数 理想天⽓气状况下探测性能
4.3红外热像仪
该进⼜⼝口⾮非制冷红外热成像仪模块提供了⼀一款微型适合⽆无⼈人机机载的应⽤用系统解决⽅方案。

该模块零部件极少，使重量、尺⼨寸、功耗都降到极致，其⾮非常适合作为有效载荷在⽆无⼈人机上使⽤用，本吊舱使⽤用该模块结合⾃自动跟踪识别模块，可以满⾜足各种专业性的应⽤用场合。

焦距 2.35 - 89.3mm
35毫⽶米胶⽚片相机等效值
32.4 - 1345mm [16:9]
镜头描述Panasonic 镜头
光圈（F ）值
F1.8 (⼴广⾓角) / F4.2 (望远)
⽬目标
⽬目标尺⼨寸（m ）探测距离（Km ）识别距离（Km ）⾃自动跟踪距离（Km ）⼈人
0.5×1.8211车辆
2.3×2.3422⼩小型船舶
10×1015885cm ⼤大⼩小电⼒力线⽬目标0.05×0.050.150.050.05
传感器
⾮非制冷VOx Microbolometer 分辨率
336 × 256或者640x480模拟视频输出
640 × 480 (NTSC); 640 × 512 (PAL)像元尺⼨寸
17 µm 光谱范围
7.5 - 13.5 µm 帧频
25 Hz (PAL)灵敏度
<50 mK at f/1.0场景范围(⾼高增益)-25°C to +135°C
-25°C to +100°C -25°C to +135°C
4.4测温型红外热像仪
功能：
●全区域测温
●画⾯面温度最⾼高点OSD叠加显⽰示
场景范围(低增益)-40°C to +550°C
使⽤用环境
⼯工作温度-40°C to +80°C
存储温度-55°C to +95°C
温度冲击5°/min
海拔限制+40,000 feet
湿度5% - 95% non-condensing 冲击 4.3g 三轴, 8⼩小时
●画⾯面温度最⾼高点锁定框标⽰示
性能：
●分辨率：640x480或者320x240
●测温误差：2%
●图像：灰度/伪彩显⽰示
4.5图像识别⾃自动跟踪模块
跟踪功能：
1.指定⽬目标的实时跟踪，⼗〸十字框锁定显⽰示功能
2.跟踪系统与吊舱的集成，保证跟踪移动⽬目标时，跟踪系统驱动吊舱联动
3.⽬目标记忆功能
4.⽬目标学习功能
⽬目标检测性能：
●最⼩小⽬目标对⽐比度：5%；
●最⼩小信噪⽐比：4；
●最⼩小⽬目标尺⼨寸：1×1像素；
●最⼤大⽬目标尺⼨寸：200×100像素；
●⽬目标位置上的噪声均⽅方根值：< 1.0像素；
●最⼤大⽬目标数⽬目：5；
●最⼩小⽬目标速度：可变；
●最⼤大⽬目标速度：可变。

环境：
●⼯工作温度：-20到75摄⽒氏度
●存储温度：-55到90摄⽒氏度；
●湿度：最⼤大95%，⽆无霜；
●震动：正弦：10g（15-2000Hz）；随机：0.04g2/
Hz（15-2000Hz）；
●冲击：>30g，11ms，锯齿波。

五.报价与周期
装箱清单：
●吊舱x1
●⾼高清摄像机内置x1
●跟踪与接⼜⼝口板x1
●线缆x1
●包装箱x1
产品报价：
内容价格备注N eo-1可见光吊舱 6.8万⾼高清1080p@60帧可见光+50
倍光学变焦N eo-1⾼高分辨率红外吊舱12.8万640x480分辨率红外热像仪N eo-1低分辨率红外吊舱9.8万320x240分辨率红外热像仪测温模块1万
注：以上价格为单套不含税价格。

周期：5套内，2周；⼤大于5套：1⽉月。

⽉月产能：50套
六.系统简单使⽤用说明(详细内容见产品
使⽤用⼿手册)
6.1系统尺⼨寸图与吊舱安装⽅方式
吊舱尺⼨寸图
快速旋转安
装/拆卸
吊舱在飞机安装⽰示意图
说明：
1.吊舱通过⽅方位定⼦子快速旋转卡槽安装，该⽅方式具有适应性强、
易于拆装的优点
2.通⽤用接⼜⼝口/图像处理板安装于吊舱之外，机体上固定，与吊舱
通过J30L航空标准连接器连接。

6.2吊舱线路连接
通⽤用接⼜⼝口板⽤用于连接吊舱相关线路：
其中：
●XT60接⼜⼝口⽤用于连接机载电池供电
●DB9RS232串⼜⼝口⽤用于连接数传电台或者直接连接控制终端
●BNC视频头⽤用于连接图传或者直接连接显⽰示设备
上下左右吊舱控制
可见光变焦控制
跟踪模式与陀螺稳定模式选择
触发录像
6.3吊舱启动过程
上电时吊舱进⾏行⾃自检，约20s完成⾃自检动作，以吊舱左右摆动⽅方位⼀一次标⽰示。

此后吊舱进⼊入默认陀螺稳定⼯工作模式，此时可以通过⽅方向键控制吊舱的⽅方位与俯仰动作。

在陀螺稳定模式下，可以进⾏行的动作有控制吊舱上下左右转动、吊舱变焦、触发录像的动作
可以在陀螺稳定和⾃自动跟踪模式下进⾏行切换。

在陀螺稳定模式下，上下左右按键直接控制吊舱的动作；在⾃自动跟踪模式下，上下左右按键控制画⾯面中的跟踪框的位置，吊舱在跟踪框以及跟踪框锁定的⽬目标位置下引导吊舱动作。

6.4吊舱控制协议
6.4.1串⼜⼝口硬件参数
速率：19200bps
数据：8bit 起始：1bit 停⽌止：1bit 校验：⽆无
物理层规范：RS232-C 通信模式：半双⼯工
控制接⼜⼝口：DB9或者其他可以定制
视频接⼜⼝口：BNC 或者sma 或者其他可以定制 电源接⼜⼝口：XT60或者其他可以定制
6.4.2、键盘发送
6.4.3、键盘发送指令解析
●吊舱转动指令（功能字节1为0x01）
●惯性空间（功能字节1为0x02）
字节位数据名称备注1B0~B7帧头0xAA
2B0~B7地址3B0~B7功能字节1吊舱功能（详见）4B0~B7功能字节25B0~B7参数字节1功能对应参数（详见）6B0~B7参数字节27B0~B7参数字节38B0~B7参数字节49
B0~B7
校验字节
和校验（算法），或固定为0x55命令功能2参数说明
俯仰(Y)⾓角速
度02
FLOAT 型
填⼊入浮点数即可，可⽤用浮点转⼗〸十六进制⼯工具计算
偏航(Z)⾓角速
度03FLOAT 型填⼊入浮点数即可，可⽤用浮点转⼗〸十六进制⼯工具计算转台复位⾄至零点
04
01
00
转台复位⾄至零点
●可见光摄像机控制（功能字节1为0x04）
●系统参数调整（功能字节1为0x05）
●跟踪控制（功能字节1为0x06）
6.4.4、校验算法
static uint8_t check_sum(uint8_t *buf,uint8_t nword) { uint32_t sum; for(sum=0;nword>0;nword--) sum += *buf++; sum = (sum>>16) + (sum&0xffff); sum += (sum>>16); return ~sum; }
设定滚转轴的惯性⾓角度
01INT 型
相对⽔水平位置的+/-180°范围，单位0.01°填⼊入-18000~+18000分别代表-180.00~
+180.00
变焦01
INT 型变焦速率范围-8~+8，不变焦为0，⼤大于0
放⼤大，⼩小于0 缩⼩小
录像020100触发录像开始或暂停视频切换
04
01
00
在可见光和红外视频之间切换
⼯工作模式
01
INT 型
0：演⽰示模式，1：纯⼿手动，2：稳定模式，3：跟踪模式，4：导航模式
移动跟踪框X 轴03INT 型+/-100像素点每秒移动跟踪框Y 轴04INT 型+/-50像素点每秒设定跟踪框X 坐
标05
INT 型
+/-320像素点
设定跟踪框Y 坐
标06INT 型+/-160像素点
设定吊舱跟踪灵敏度07INT 型默认0，范围0~3。