HEOS-300型船载光电跟踪取证系统 - 中国海事科技信息资源共享平台

1、HEOS-300型船载光电跟踪取证设备产品介绍中船重工第七一七研究所武汉华之洋光电系统有限责任公司二一三年一月HEOS-300型船载光电跟踪取证设备1 单位概况 中国船舶重工集团公司第七一七研究所，始创于1960年，其前身为海军科研部光学组，是我国唯一的以海军光电装备为主要研究对象的专业研究所，承担着海军光电装备的规划、论证、研究、设计、试制、情报研究和小批量生产等任务，是军用光电系统的骨干研究所和海军光电装备的主要承制单位。承担海军光电领域95%以上的装备任务，100%的预研任务，100%的科研任务，100%的技术引进任务。拥有近100项国防专利，获得国家科技进步特等奖（一项）、二等奖（二项

2、）等省部级以上奖励和各类成果400余项 历经引进、研仿、自研、创新50多年的发展历程，七一七所发展成为军民两用的光电技术创新中心和装备研制中心，具备传感器与单机研制配套能力和系统综合集成能力，产品覆盖侦察、警戒、跟踪、导航、通信和对抗等六大领域，装备舰、潜、空、岸、天等多种平台，填补了海军光电装备系列中各类产品的空白，支撑、促进了海军光电装备从无到有、从弱到强的协调发展。 近年来，七一七所大力开展军民两用高新技术研发，利用产业技术先导的便利条件，转化出一系列民用产品，积极参与地方经济建设。产品覆盖海监、公安边防、渔政、海事、海关、消防、石油、医疗、电力等领域，为国民经济建设作出了积极贡献。2

3、产品概述及主要技术特点HEOS-300型船载光电跟踪取证设备是进行海上搜索跟踪、执法取证的重要设备。具有全天候、速度快、覆盖面广、视距范围大、图像稳定清晰的特点。设备主要提供执法调查所需的最直接和直观的证据，即照片和录像资料，它包括了时间，地理位置，范围和事件过程等内容。调查人员通过已经掌握的证据材料，有针对性地调查相关的船舶、人员和部门，进一步取得有价值的证据，从而确认嫌疑船舶的违法行为成立，以达到惩罚犯罪分子，进行公正执法的目的。HEOS-300型船载光电跟踪取证设备安装在舰船的顶甲板上，在白天通过彩色CCD电视摄像系统，在夜间通过高性能制冷型红外热成像系统发现、识别和确认目标，对海洋环境

4、、海洋资源和海空目标等进行监视、跟踪和记录取证，达到维护海洋权益，保护海洋环境和资源的目的，并作为海洋执法监察调查取证的依据。该系统可以根据用户的要求，灵活选配多种规格的光学镜头、CCD摄像机、制冷型红外热像仪和红外镜头，HEOS-300采用了计算机自动控制技术、图像信息处理技术、图像稳定技术、自动跟踪等现代高科技，产品主要技术特点：l 采用高端图像传感器和处理模块，提高产品性能；l 采用标准化、模块化设计技术，扩展性好，维修方便；l 采用“三防”、密封设计技术，利于海上恶劣环境长期使用；l 采用先进的图像处理技术、目标跟踪技术，图像稳定清晰；l 采用了先进的陀螺伺服稳定技术，有效隔离船摇；l

5、 采用彩色、黑白和红外热成像系统，即使在完全漆黑的夜晚，也能发现和识别目标；l 提供RS-485、以太网和多路标准视频接口；l 中国船级社（CCS）认证。3 光电取证设备在维权执法中的必要性海洋权益是一个国家在其管辖海域内所享有的领土主权、司法管辖权、海洋资源开发权、海洋空间利用权、海洋污染管辖权以及海洋科学研究权等权利和利益。提高海洋资源开发能力，坚决维护国家权益海洋权益 ，加强水上安全监督和航海保障管理，建设海洋强国，应对复杂的海洋权益争端，是事关我国发展和安全的重大问题。在世界海上权益纷争日益加剧的时代，各国纷纷加强对海上执法力量的建设。光电取证装备在处理相关国家海上民事或准军事纠纷时将

6、扮演越来越重要的角色，已广泛应用于各种海上执法中，特别是光电探测系统成像分辨率高，可提供其他侦察装备无法比拟的目标清晰图像，便于目标观测和识别，相关的图像还可用作执法证据，在海上执法行动中将发挥重要的作用。4 系统组成HEOS-300主要由安装于舱外的指向器和安装于舱内的显控设备两大部分组成，它们之间采用船用电缆连接。舱外指向器由数字高清彩色/黑白电视摄像传感器、制冷红外热成像传感器、转台、陀螺伺服稳定系统等部分组成。l 电视摄像传感器：由二可变长焦镜头和数字高清彩色/黑白CCD摄像机组成。l 制冷型红外热成像传感器：由红外变焦镜头和制冷红外热像仪组成。l 转台：由方位座、俯仰包及支撑结构组成

7、。l 陀螺伺服稳定系统：由直流力矩电机、直流测速电机、陀螺、旋转变压器等组成。舱内显控设备包括：主控机箱、电源及驱动机箱、硬盘录像机、操控键盘、轨迹球、液晶显示器等。根据用户需求，舱内设备可以散件方式提供，由船舶设计单位统一布置，嵌入式安装在控制台内；也可以作为显控台整体提供。HEOS-300舱外指向器照片舱内显控台照片5 主要功能与技术指标5.1. 主要功能HEOS-300船载光电跟踪取证设备，在白天和夜晚可以对本船周边一定范围内的空海域环境和目标作全方位探测、跟踪、监视和录像取证，主要功能如下。1) 全天候24小时对海上、空中目标作全方位观察、监视和搜索设备具有多种传感器，无论白天还是黑夜

8、，均不受光照条件的限制，可以对海上和空中目标（例如飞机、船舶、及海上漂浮物等等）作全方位搜索、观察、监视和图像取证。2) 具有手动、自动扫描搜索目标的功能该系统操作十分方便。用手动操纵杆可以在不同的转速下（040°/s）对空中、海上目标进行搜索、观察和监视。也可以设置一个方位角度范围，在此范围内系统可自动往复扫描搜索目标。3) 具有目标自动和手动跟踪功能可以手动操纵摇杆对目标进行跟踪。对需要长时间观察的目标，可进入自动跟踪方式。系统采用先进的图像处理和识别技术、目标自动跟踪技术，使目标图像保持在视场中心。4) 具有彩色和红外热像仪成像系统在白天采用数字高清彩色电视摄像系统进行观察、监

9、视和搜索目标。夜间通过红外热像仪探测目标；也可以利用船上的搜索灯进行照明，用电视摄像系统进行观察。5) 具有调焦、变倍等光学参数电动调节功能对电视摄像镜头和红外镜头的变焦、调焦操作可通过操控台上的按键来完成。6) 具有实时记录图像功能，同屏显示和记录时间日期等信息利用系统集成的录像机可以实时记录图像。可接收本船上的雷达、GPS（和北斗）、电罗经的串行数据，为图像取证提供目标地理位置。在取证视频中可将事件发生的位置（经纬度）和日期时间（年、月、日、时、分）自动叠录在一起，提供了完整的证据三要素（事件实况、发生时间和地理位置）从而提高证据的真实性和全面性。实现这个功能的条件是需将本船雷达、GPS（

10、或北斗）、电罗经的有关信息通过标准接口提供给取证系统，由系统软件实现目标位置的解算。在液晶屏的图像中显示出当前的日期和时间，并可作为图片保存。7) 具有良好的图像稳定功能舰船在海上航行时总是摇晃的，在舰船上使用摄像系统（尤其是长焦距小视场时）难以得到稳定、清晰的图像。HEOS-300采用陀螺稳定系统能够有效地隔离舰船的摇摆，从而保持光电摄像系统的稳定，得到清晰、稳定的图像。8) 专为抗海上恶劣环境而设计，防盐雾系统在设计时就充分考虑了船载设备在海上的使用环境。系统结构精度高，尺寸配合严密，俯仰包密封充氮气，电路板均经过三防处理，无外部线缆。这些措施使得设备在抗振、抗风、防腐蚀、高低温适应性等方

11、面能够满足恶劣环境中的使用要求。9) 系统采用数字化，图像为PAL制电视摄像系统和红外热像仪的模拟视频输出均为标准PAL制式。这些图像信息经过数字化处理、压缩后存贮在嵌入式硬盘录像机和主控计算机硬盘里，存储容量大，保存时间长，还可以根据用户需要，加大硬盘以扩展存储周期。10) 具有雷达引导跟踪功能当设备与电罗经和具备ARPA功能的雷达连接之后，可以接收雷达发出的被跟踪目标信息。操作员可从多个雷达目标中选择一个，系统会自动计算出该目标相对于本船的方位角，进而引导舱外指向器快速转向该目标，然后始终跟踪该目标。5.2. 主要规格及技术指标1)环境适应性l 舱外指向器可工作在-25°C+50

12、°C环境温度下，舱内设备可工作在-5°C+45°C环境下；l 舱外设备具有适应船上安装使用的能力和防潮、防盐雾、防霉菌的能力。2)探测性能在环境温度为25、相对湿度70%，海上能见度大于20km，目标和背景温差10的条件下，对各类目标的作用距离如下表(参考)：目标大小可见光传感器红外传感器发现(24m×8m目标船)距离20km15km识别(24m×8m目标船)距离15km10km确认(看清1m×1m船舷号)距离2km3)平台l 监视范围方位：-175°+175°俯仰：-40°+85°（可调）l

13、稳定性在船体纵横摇±10°，周期大于6秒的情况下，视轴稳定精度1mrad，当船体纵横摇±10°而±22.5°，周期大于6秒时，系统能正常工作。l 跟踪性能方位、俯仰最大角速度40°/s方位、俯仰最大角加速度80°/s2平稳跟踪最小角速度0.1°/sl 物理特性高度1.1m（不包括基座的高度）回转半径0.35m重量120kg4)可见光摄像摄像机：200万像素日夜型网络摄像机，数字、模拟双输出镜头：25mm-750mm连续变焦镜头，自动光圈最低照度：0.05Lux解析度：模拟信号600线，数字信号1600&#

14、215;12005)热像仪类型：碲镉汞（TeCdHg）中波制冷型工作波段：35m灵敏度（最小可探测温差）：0.03度红外镜头：30mm/150mm/500mm三档变焦6)显示19"液晶显示器，21"、23"可选界面语言：中文显示内容：可见光和热像仪图像，日期时间，GPS或北斗数据，本船和目标位置信息。7)硬盘录像机录像格式：H.264视频输入：1路数字，1路PAL制连续录像时间500小时，可扩展5.3. 供电船电220VAC，6A5.4. 接口5.4.1串行接口具有雷达、DGPS和北斗、电罗经信号标准接入口。接口形式要求为RS-422，数据格式满足NMEA-018

15、3标准。5.4.2视频接口标准PAL视频信号输出：可见光视频1路，红外1路，标准BNC接口，可扩展。5.4.3网络接口由本船局域网提供一路100Mbps以太网接口，与本设备的主控机箱连接，实现数据共享。接口形式为RJ-45。6 近几年的应用案例近几年内，七一七所华之洋公司有数十套HEOS-300船载光电跟踪取证系统，在国家政府部门或中央直属企业得到应用，现简要介绍其中几个主要类似项目的案例如下。交通运输部海事巡视船：包括40米级、60米级、80米级、3000吨级、5000吨级等30多艘巡视船，其中包括旗舰级的海巡01、海巡11、海巡31。国家海洋局海监船：已经交付使用17套，分别是：南海总队6套；东海总队4套；北海总队7套；深圳海监1套，秦皇岛海监1套。另外还有18套设备即将交付给各地方