HEOS-300型船載光電跟蹤取證系統(tǒng) - 中國(guó)海事科技信息資源共享平臺(tái)

1、HEOS-300型船載光電跟蹤取證設(shè)備產(chǎn)品介紹中船重工第七一七研究所武漢華之洋光電系統(tǒng)有限責(zé)任公司二一三年一月HEOS-300型船載光電跟蹤取證設(shè)備1 單位概況 中國(guó)船舶重工集團(tuán)公司第七一七研究所，始創(chuàng)于1960年，其前身為海軍科研部光學(xué)組，是我國(guó)唯一的以海軍光電裝備為主要研究對(duì)象的專業(yè)研究所，承擔(dān)著海軍光電裝備的規(guī)劃、論證、研究、設(shè)計(jì)、試制、情報(bào)研究和小批量生產(chǎn)等任務(wù)，是軍用光電系統(tǒng)的骨干研究所和海軍光電裝備的主要承制單位。承擔(dān)海軍光電領(lǐng)域95%以上的裝備任務(wù)，100%的預(yù)研任務(wù)，100%的科研任務(wù)，100%的技術(shù)引進(jìn)任務(wù)。擁有近100項(xiàng)國(guó)防專利，獲得國(guó)家科技進(jìn)步特等獎(jiǎng)（一項(xiàng)）、二等獎(jiǎng)（二項(xiàng)

2、）等省部級(jí)以上獎(jiǎng)勵(lì)和各類成果400余項(xiàng) 歷經(jīng)引進(jìn)、研仿、自研、創(chuàng)新50多年的發(fā)展歷程，七一七所發(fā)展成為軍民兩用的光電技術(shù)創(chuàng)新中心和裝備研制中心，具備傳感器與單機(jī)研制配套能力和系統(tǒng)綜合集成能力，產(chǎn)品覆蓋偵察、警戒、跟蹤、導(dǎo)航、通信和對(duì)抗等六大領(lǐng)域，裝備艦、潛、空、岸、天等多種平臺(tái)，填補(bǔ)了海軍光電裝備系列中各類產(chǎn)品的空白，支撐、促進(jìn)了海軍光電裝備從無(wú)到有、從弱到強(qiáng)的協(xié)調(diào)發(fā)展。 近年來(lái)，七一七所大力開(kāi)展軍民兩用高新技術(shù)研發(fā)，利用產(chǎn)業(yè)技術(shù)先導(dǎo)的便利條件，轉(zhuǎn)化出一系列民用產(chǎn)品，積極參與地方經(jīng)濟(jì)建設(shè)。產(chǎn)品覆蓋海監(jiān)、公安邊防、漁政、海事、海關(guān)、消防、石油、醫(yī)療、電力等領(lǐng)域，為國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)作出了積極貢獻(xiàn)。2

3、產(chǎn)品概述及主要技術(shù)特點(diǎn)HEOS-300型船載光電跟蹤取證設(shè)備是進(jìn)行海上搜索跟蹤、執(zhí)法取證的重要設(shè)備。具有全天候、速度快、覆蓋面廣、視距范圍大、圖像穩(wěn)定清晰的特點(diǎn)。設(shè)備主要提供執(zhí)法調(diào)查所需的最直接和直觀的證據(jù)，即照片和錄像資料，它包括了時(shí)間，地理位置，范圍和事件過(guò)程等內(nèi)容。調(diào)查人員通過(guò)已經(jīng)掌握的證據(jù)材料，有針對(duì)性地調(diào)查相關(guān)的船舶、人員和部門，進(jìn)一步取得有價(jià)值的證據(jù)，從而確認(rèn)嫌疑船舶的違法行為成立，以達(dá)到懲罰犯罪分子，進(jìn)行公正執(zhí)法的目的。HEOS-300型船載光電跟蹤取證設(shè)備安裝在艦船的頂甲板上，在白天通過(guò)彩色CCD電視攝像系統(tǒng)，在夜間通過(guò)高性能制冷型紅外熱成像系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)、識(shí)別和確認(rèn)目標(biāo)，對(duì)海洋環(huán)境

4、、海洋資源和?？漳繕?biāo)等進(jìn)行監(jiān)視、跟蹤和記錄取證，達(dá)到維護(hù)海洋權(quán)益，保護(hù)海洋環(huán)境和資源的目的，并作為海洋執(zhí)法監(jiān)察調(diào)查取證的依據(jù)。該系統(tǒng)可以根據(jù)用戶的要求，靈活選配多種規(guī)格的光學(xué)鏡頭、CCD攝像機(jī)、制冷型紅外熱像儀和紅外鏡頭，HEOS-300采用了計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制技術(shù)、圖像信息處理技術(shù)、圖像穩(wěn)定技術(shù)、自動(dòng)跟蹤等現(xiàn)代高科技，產(chǎn)品主要技術(shù)特點(diǎn)：l 采用高端圖像傳感器和處理模塊，提高產(chǎn)品性能；l 采用標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化設(shè)計(jì)技術(shù)，擴(kuò)展性好，維修方便；l 采用“三防”、密封設(shè)計(jì)技術(shù)，利于海上惡劣環(huán)境長(zhǎng)期使用；l 采用先進(jìn)的圖像處理技術(shù)、目標(biāo)跟蹤技術(shù)，圖像穩(wěn)定清晰；l 采用了先進(jìn)的陀螺伺服穩(wěn)定技術(shù)，有效隔離船搖；l

5、 采用彩色、黑白和紅外熱成像系統(tǒng)，即使在完全漆黑的夜晚，也能發(fā)現(xiàn)和識(shí)別目標(biāo)；l 提供RS-485、以太網(wǎng)和多路標(biāo)準(zhǔn)視頻接口；l 中國(guó)船級(jí)社（CCS）認(rèn)證。3 光電取證設(shè)備在維權(quán)執(zhí)法中的必要性海洋權(quán)益是一個(gè)國(guó)家在其管轄海域內(nèi)所享有的領(lǐng)土主權(quán)、司法管轄權(quán)、海洋資源開(kāi)發(fā)權(quán)、海洋空間利用權(quán)、海洋污染管轄權(quán)以及海洋科學(xué)研究權(quán)等權(quán)利和利益。提高海洋資源開(kāi)發(fā)能力，堅(jiān)決維護(hù)國(guó)家權(quán)益海洋權(quán)益 ，加強(qiáng)水上安全監(jiān)督和航海保障管理，建設(shè)海洋強(qiáng)國(guó)，應(yīng)對(duì)復(fù)雜的海洋權(quán)益爭(zhēng)端，是事關(guān)我國(guó)發(fā)展和安全的重大問(wèn)題。在世界海上權(quán)益紛爭(zhēng)日益加劇的時(shí)代，各國(guó)紛紛加強(qiáng)對(duì)海上執(zhí)法力量的建設(shè)。光電取證裝備在處理相關(guān)國(guó)家海上民事或準(zhǔn)軍事糾紛時(shí)將

6、扮演越來(lái)越重要的角色，已廣泛應(yīng)用于各種海上執(zhí)法中，特別是光電探測(cè)系統(tǒng)成像分辨率高，可提供其他偵察裝備無(wú)法比擬的目標(biāo)清晰圖像，便于目標(biāo)觀測(cè)和識(shí)別，相關(guān)的圖像還可用作執(zhí)法證據(jù)，在海上執(zhí)法行動(dòng)中將發(fā)揮重要的作用。4 系統(tǒng)組成HEOS-300主要由安裝于艙外的指向器和安裝于艙內(nèi)的顯控設(shè)備兩大部分組成，它們之間采用船用電纜連接。艙外指向器由數(shù)字高清彩色/黑白電視攝像傳感器、制冷紅外熱成像傳感器、轉(zhuǎn)臺(tái)、陀螺伺服穩(wěn)定系統(tǒng)等部分組成。l 電視攝像傳感器：由二可變長(zhǎng)焦鏡頭和數(shù)字高清彩色/黑白CCD攝像機(jī)組成。l 制冷型紅外熱成像傳感器：由紅外變焦鏡頭和制冷紅外熱像儀組成。l 轉(zhuǎn)臺(tái)：由方位座、俯仰包及支撐結(jié)構(gòu)組成

7、。l 陀螺伺服穩(wěn)定系統(tǒng)：由直流力矩電機(jī)、直流測(cè)速電機(jī)、陀螺、旋轉(zhuǎn)變壓器等組成。艙內(nèi)顯控設(shè)備包括：主控機(jī)箱、電源及驅(qū)動(dòng)機(jī)箱、硬盤錄像機(jī)、操控鍵盤、軌跡球、液晶顯示器等。根據(jù)用戶需求，艙內(nèi)設(shè)備可以散件方式提供，由船舶設(shè)計(jì)單位統(tǒng)一布置，嵌入式安裝在控制臺(tái)內(nèi)；也可以作為顯控臺(tái)整體提供。HEOS-300艙外指向器照片艙內(nèi)顯控臺(tái)照片5 主要功能與技術(shù)指標(biāo)5.1. 主要功能HEOS-300船載光電跟蹤取證設(shè)備，在白天和夜晚可以對(duì)本船周邊一定范圍內(nèi)的空海域環(huán)境和目標(biāo)作全方位探測(cè)、跟蹤、監(jiān)視和錄像取證，主要功能如下。1) 全天候24小時(shí)對(duì)海上、空中目標(biāo)作全方位觀察、監(jiān)視和搜索設(shè)備具有多種傳感器，無(wú)論白天還是黑夜

8、，均不受光照條件的限制，可以對(duì)海上和空中目標(biāo)（例如飛機(jī)、船舶、及海上漂浮物等等）作全方位搜索、觀察、監(jiān)視和圖像取證。2) 具有手動(dòng)、自動(dòng)掃描搜索目標(biāo)的功能該系統(tǒng)操作十分方便。用手動(dòng)操縱桿可以在不同的轉(zhuǎn)速下（040°/s）對(duì)空中、海上目標(biāo)進(jìn)行搜索、觀察和監(jiān)視。也可以設(shè)置一個(gè)方位角度范圍，在此范圍內(nèi)系統(tǒng)可自動(dòng)往復(fù)掃描搜索目標(biāo)。3) 具有目標(biāo)自動(dòng)和手動(dòng)跟蹤功能可以手動(dòng)操縱搖桿對(duì)目標(biāo)進(jìn)行跟蹤。對(duì)需要長(zhǎng)時(shí)間觀察的目標(biāo)，可進(jìn)入自動(dòng)跟蹤方式。系統(tǒng)采用先進(jìn)的圖像處理和識(shí)別技術(shù)、目標(biāo)自動(dòng)跟蹤技術(shù)，使目標(biāo)圖像保持在視場(chǎng)中心。4) 具有彩色和紅外熱像儀成像系統(tǒng)在白天采用數(shù)字高清彩色電視攝像系統(tǒng)進(jìn)行觀察、監(jiān)

9、視和搜索目標(biāo)。夜間通過(guò)紅外熱像儀探測(cè)目標(biāo)；也可以利用船上的搜索燈進(jìn)行照明，用電視攝像系統(tǒng)進(jìn)行觀察。5) 具有調(diào)焦、變倍等光學(xué)參數(shù)電動(dòng)調(diào)節(jié)功能對(duì)電視攝像鏡頭和紅外鏡頭的變焦、調(diào)焦操作可通過(guò)操控臺(tái)上的按鍵來(lái)完成。6) 具有實(shí)時(shí)記錄圖像功能，同屏顯示和記錄時(shí)間日期等信息利用系統(tǒng)集成的錄像機(jī)可以實(shí)時(shí)記錄圖像?？山邮毡敬系睦走_(dá)、GPS（和北斗）、電羅經(jīng)的串行數(shù)據(jù)，為圖像取證提供目標(biāo)地理位置。在取證視頻中可將事件發(fā)生的位置（經(jīng)緯度）和日期時(shí)間（年、月、日、時(shí)、分）自動(dòng)疊錄在一起，提供了完整的證據(jù)三要素（事件實(shí)況、發(fā)生時(shí)間和地理位置）從而提高證據(jù)的真實(shí)性和全面性。實(shí)現(xiàn)這個(gè)功能的條件是需將本船雷達(dá)、GPS（

10、或北斗）、電羅經(jīng)的有關(guān)信息通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)接口提供給取證系統(tǒng)，由系統(tǒng)軟件實(shí)現(xiàn)目標(biāo)位置的解算。在液晶屏的圖像中顯示出當(dāng)前的日期和時(shí)間，并可作為圖片保存。7) 具有良好的圖像穩(wěn)定功能艦船在海上航行時(shí)總是搖晃的，在艦船上使用攝像系統(tǒng)（尤其是長(zhǎng)焦距小視場(chǎng)時(shí)）難以得到穩(wěn)定、清晰的圖像。HEOS-300采用陀螺穩(wěn)定系統(tǒng)能夠有效地隔離艦船的搖擺，從而保持光電攝像系統(tǒng)的穩(wěn)定，得到清晰、穩(wěn)定的圖像。8) 專為抗海上惡劣環(huán)境而設(shè)計(jì)，防鹽霧系統(tǒng)在設(shè)計(jì)時(shí)就充分考慮了船載設(shè)備在海上的使用環(huán)境。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)精度高，尺寸配合嚴(yán)密，俯仰包密封充氮?dú)?，電路板均?jīng)過(guò)三防處理，無(wú)外部線纜。這些措施使得設(shè)備在抗振、抗風(fēng)、防腐蝕、高低溫適應(yīng)性等方

11、面能夠滿足惡劣環(huán)境中的使用要求。9) 系統(tǒng)采用數(shù)字化，圖像為PAL制電視攝像系統(tǒng)和紅外熱像儀的模擬視頻輸出均為標(biāo)準(zhǔn)PAL制式。這些圖像信息經(jīng)過(guò)數(shù)字化處理、壓縮后存貯在嵌入式硬盤錄像機(jī)和主控計(jì)算機(jī)硬盤里，存儲(chǔ)容量大，保存時(shí)間長(zhǎng)，還可以根據(jù)用戶需要，加大硬盤以擴(kuò)展存儲(chǔ)周期。10) 具有雷達(dá)引導(dǎo)跟蹤功能當(dāng)設(shè)備與電羅經(jīng)和具備ARPA功能的雷達(dá)連接之后，可以接收雷達(dá)發(fā)出的被跟蹤目標(biāo)信息。操作員可從多個(gè)雷達(dá)目標(biāo)中選擇一個(gè)，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)計(jì)算出該目標(biāo)相對(duì)于本船的方位角，進(jìn)而引導(dǎo)艙外指向器快速轉(zhuǎn)向該目標(biāo)，然后始終跟蹤該目標(biāo)。5.2. 主要規(guī)格及技術(shù)指標(biāo)1)環(huán)境適應(yīng)性l 艙外指向器可工作在-25°C+50

12、°C環(huán)境溫度下，艙內(nèi)設(shè)備可工作在-5°C+45°C環(huán)境下；l 艙外設(shè)備具有適應(yīng)船上安裝使用的能力和防潮、防鹽霧、防霉菌的能力。2)探測(cè)性能在環(huán)境溫度為25、相對(duì)濕度70%，海上能見(jiàn)度大于20km，目標(biāo)和背景溫差10的條件下，對(duì)各類目標(biāo)的作用距離如下表(參考)：目標(biāo)大小可見(jiàn)光傳感器紅外傳感器發(fā)現(xiàn)(24m×8m目標(biāo)船)距離20km15km識(shí)別(24m×8m目標(biāo)船)距離15km10km確認(rèn)(看清1m×1m船舷號(hào))距離2km3)平臺(tái)l 監(jiān)視范圍方位：-175°+175°俯仰：-40°+85°（可調(diào)）l

13、穩(wěn)定性在船體縱橫搖±10°，周期大于6秒的情況下，視軸穩(wěn)定精度1mrad，當(dāng)船體縱橫搖±10°而±22.5°，周期大于6秒時(shí)，系統(tǒng)能正常工作。l 跟蹤性能方位、俯仰最大角速度40°/s方位、俯仰最大角加速度80°/s2平穩(wěn)跟蹤最小角速度0.1°/sl 物理特性高度1.1m（不包括基座的高度）回轉(zhuǎn)半徑0.35m重量120kg4)可見(jiàn)光攝像攝像機(jī)：200萬(wàn)像素日夜型網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)，數(shù)字、模擬雙輸出鏡頭：25mm-750mm連續(xù)變焦鏡頭，自動(dòng)光圈最低照度：0.05Lux解析度：模擬信號(hào)600線，數(shù)字信號(hào)1600&#

14、215;12005)熱像儀類型：碲鎘汞（TeCdHg）中波制冷型工作波段：35m靈敏度（最小可探測(cè)溫差）：0.03度紅外鏡頭：30mm/150mm/500mm三檔變焦6)顯示19"液晶顯示器，21"、23"可選界面語(yǔ)言：中文顯示內(nèi)容：可見(jiàn)光和熱像儀圖像，日期時(shí)間，GPS或北斗數(shù)據(jù)，本船和目標(biāo)位置信息。7)硬盤錄像機(jī)錄像格式：H.264視頻輸入：1路數(shù)字，1路PAL制連續(xù)錄像時(shí)間500小時(shí)，可擴(kuò)展5.3. 供電船電220VAC，6A5.4. 接口5.4.1串行接口具有雷達(dá)、DGPS和北斗、電羅經(jīng)信號(hào)標(biāo)準(zhǔn)接入口。接口形式要求為RS-422，數(shù)據(jù)格式滿足NMEA-018

15、3標(biāo)準(zhǔn)。5.4.2視頻接口標(biāo)準(zhǔn)PAL視頻信號(hào)輸出：可見(jiàn)光視頻1路，紅外1路，標(biāo)準(zhǔn)BNC接口，可擴(kuò)展。5.4.3網(wǎng)絡(luò)接口由本船局域網(wǎng)提供一路100Mbps以太網(wǎng)接口，與本設(shè)備的主控機(jī)箱連接，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享。接口形式為RJ-45。6 近幾年的應(yīng)用案例近幾年內(nèi)，七一七所華之洋公司有數(shù)十套HEOS-300船載光電跟蹤取證系統(tǒng)，在國(guó)家政府部門或中央直屬企業(yè)得到應(yīng)用，現(xiàn)簡(jiǎn)要介紹其中幾個(gè)主要類似項(xiàng)目的案例如下。交通運(yùn)輸部海事巡視船：包括40米級(jí)、60米級(jí)、80米級(jí)、3000噸級(jí)、5000噸級(jí)等30多艘巡視船，其中包括旗艦級(jí)的海巡01、海巡11、海巡31。國(guó)家海洋局海監(jiān)船：已經(jīng)交付使用17套，分別是：南?？傟?duì)6套；東?？傟?duì)4套；北?？傟?duì)7套；深圳海監(jiān)1套，秦皇島海監(jiān)1套。另外還有18套設(shè)備即將交付給各地方