Оптико-пеленгационная система кругового обзора

Изобретение относится к оптико-пеленгационным системам кругового обзора, обеспечивающим обнаружение, сопровождение, обработку координат различных наземных, наводных и воздушных целей, а также наведение на эти цели средства вооружения. Достигаемым техническим результатом изобретения является повышение точности определения азимутальных и угломестных координат цели по ее изображению на экране монитора. Указанный результат достигается тем, что оптико-пеленгационная система кругового обзора включает оптико-электронный блок электронного сканирования пространства, имеющий N оптико-электронных каналов электронного сканирования, объективы которых равномерно расположены в азимутальной плоскости на окружности с радиальным расположением их оптических осей. Поля обзора этих объективов перекрывают сканируемое пространство в азимутальной плоскости без пропусков. Система дополнительно включает оптико-электронный канал механического сканирования пространства, оптическая ось объектива которого проходит перпендикулярно азимутальной плоскости через центр окружности, на которой расположены объективы оптико-электронных каналов электронного сканирования. Оптико-электронный канал механического сканирования включает поворотное зеркало, расположенное на оптической оси его объектива под углом к ней и выполненное с возможностью поворота как по азимуту, так и по углу места. Объективы оптико-электронных каналов электронного сканирования выполнены как объективы широкого поля зрения, а объектив оптико-электронного канала механического сканирования выполнен как объектив узкого поля зрения. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

 

Изобретение относится к области систем вооружения, а более конкретно к оптико-пеленгационным системам кругового обзора, обеспечивающим обнаружение, сопровождение, обработку координат различных наземных, наводных и воздушных целей, а также наведение на эти цели средства вооружения. Изобретение может найти применение в зенитных ракетных и зенитных пушечно-ракетных комплексах, противотанковых ракетных комплексах, в прицельных авиационных комплексах, а также в составе комплексов вооружения боевых кораблей.

В состав оптико-пеленгационных систем обычно входят следующие подсистемы: оптико-механический тракт, фотоприемное устройство (ФПУ) и электронный блок обработки информации. Поскольку для всех оптико-пеленгационных систем обязателен секторный или круговой обзор, то принципиально возможны две структуры оптического поста. В первом варианте круговой обзор осуществляется оптическим шарниром, а ФПУ находится на неподвижной части поста. Во втором варианте круговой обзор осуществляется механическим поворотом объектива с фотоприемным устройством, а информация с подвижного ФПУ передается на неподвижную часть поста через вращающийся узел передачи информации.

Оба варианта имеют свои достоинства и недостатки и в настоящее время ни один из них не получил окончательного предпочтения. В первом случае обеспечивается минимальная масса сканирующих частей поста и удобное, неподвижное расположение ФПУ. Однако сканирование оптическим шарниром приводит к вращению изображения на ФПУ, поэтому в оптический тракт приходится вводить каскад компенсаций этого вращения, что вызывает массу проблем: дополнительные потери прозрачности тракта, ухудшение качества изображения, появление синхронных приводов вращения компенсирующего каскада и т.д. Во втором случае тракт состоит, как правило, из одного объектива, характеристики которого и по светосиле, и по прозрачности, и по качеству изображения могут быть предельно высокими, однако ФПУ оказывается на подвижной части поста. Это вызывает необходимость усложнения узла перевода информации с подвижной части на неподвижную с пропускной способностью гигабитного уровня [В.Линьков и др. Локационные системы оптического диапазона комплексов ПВО надводных кораблей ВМС иностранных государств «Зарубежное военное обозрение» №7 / 2000 г.].

Наиболее близкой по технической сущности, достигаемому результату и взятой за прототип является оптико-пеленгационная система кругового обзора, включающая оптико-электронный блок электронного сканирования пространства, имеющий восемь оптико-электронных каналов электронного сканирования, объективы которых равномерно расположены на окружности с радиальным расположением их оптических осей, причем поля обзора этих объективов перекрывают сканируемое пространство в азимутальной плоскости без пропусков. Оптико-пеленгационная система содержит также, по крайней мере, один опорный слой ("шлейф") сформированных в ней проводящих каналов. Шлейфы проводящих каналов проходят внутри каждой ИК-матрицы к сердечнику внутри круговой структуры ИК-матриц. На сердечнике расположена схема распределения сигналов таким образом, что сигналы с выходов ИК-матриц передаются к схеме обработки сигналов

[Патент США №5464979].

Система особенно эффективна при использовании в тактических боевых условиях.

Недостатком прототипа является невысокая точность определения азимутальных и угломестных координат цели по ее точечному изображению на экране монитора вследствие неизбежной необходимости использования объективов с широким полем зрения при круговом обзоре наблюдаемого пространства.

Техническим результатом изобретения является повышение точности определения азимутальных и угломестных координат цели по ее изображению на экране монитора.

Технический результат достигается тем, что оптико-пеленгационная система кругового обзора включает оптико-электронный блок электронного сканирования пространства, имеющий N оптико-электронных каналов электронного сканирования, объективы которых равномерно расположены в азимутальной плоскости на окружности с радиальным расположением их оптических осей, причем поля обзора этих объективов перекрывают сканируемое пространство в азимутальной плоскости без пропусков.

Согласно изобретению оптико-пеленгационная система кругового обзора дополнительно включает оптико-электронный канал механического сканирования пространства, оптическая ось объектива которого проходит перпендикулярно азимутальной плоскости через центр окружности, на которой расположены объективы оптико-электронных каналов электронного сканирования, при этом оптико-электронный канал механического сканирования включает также поворотное зеркало, расположенное перед его объективом на оптической оси этого объектива под углом к ней и выполненное с возможностью поворота как по азимуту, так и по углу места. Кроме того, объективы оптико-электронных каналов электронного сканирования выполнены как объективы широкого поля зрения, а объектив оптико-электронного канала механического сканирования выполнен как объектив узкого поля зрения.

Оптико-пеленгационная система кругового обзора может включать светодальномерный канал.

Рабочим диапазоном оптико-электронных каналов электронного сканирования может являться диапазон 8-12 мкм, а рабочим диапазоном оптико-электронного канала механического сканирования может являться диапазон 3-5 мкм.

Изобретение иллюстрируется чертежом, на котором изображена конструктивная схема оптико-пеленгационной системы кругового обзора.

Оптико-пеленгационная система кругового обзора включает оптико-электронный блок электронного сканирования 1, оптико-электронный канал механического сканирования 2, платформу 3 для размещения оптико-электронного блока электронного сканирования 1 и оптико-электронного канала механического сканирования 2 и блок управления 4.

Оптико-электронный блок электронного сканирования 1 имеет восемь оптико-электронных каналов электронного сканирования 5.

В состав оптико-электронного канала электронного сканирования 5 входят следующие подсистемы: объектив 6, фотоприемное устройство 7 и электронный блок обработки информации 8. Оптико-электронные каналы электронного сканирования 5 работают в инфракрасном диапазоне 8-12 мкм.

Объективы 6 оптико-электронных каналов электронного сканирования 5 равномерно расположены в азимутальной плоскости на окружности с радиальным расположением их оптических осей. Поля обзора этих объективов перекрывают сканируемое пространство в азимутальной плоскости без пропусков, т.е. границы полей зрения соседних оптико-электронных каналов электронного сканирования 5 стыкуются. Объективы 6 оптико-электронных каналов электронного сканирования выполнены как объективы широкого поля зрения.

Оптико-электронный канал механического сканирования 2 включает объектив 9, фотоприемное устройство 10, электронный блок обработки информации 11, а также сканирующее зеркало 12 с двухкоординатным приводом 13, расположенное на оптической оси объектива 9 под углом к ней и выполненное с возможностью поворота как по азимуту, так и по углу места. Рабочим диапазоном оптико-электронного канала механического сканирования 2 является инфракрасный диапазон 3-5 мкм. Объектив 9 оптико-электронного канала механического сканирования выполнен как объектив узкого поля зрения.

Оптико-электронный канал механического сканирования 2 расположен таким образом, что оптическая ось объектива 9 оптико-электронного канала механического сканирования 2 проходит перпендикулярно азимутальной плоскости через центр окружности, на которой расположены объективы 6 оптико-электронных каналов электронного сканирования 5.

Оптико-пеленгационная система кругового обзора включает лазерный дальномер 14 с полупрозрачным зеркалом 15.

Блок управления 4 включает компьютер 16, монитор 17, клавиатуру 18, GPS-приемник 19 и передатчик 20.

Платформа 3 выполнена с возможностью регулировки ее положения в горизонтальной плоскости.

Оптико-пеленгационная система кругового обзора работает следующим образом. После установки на позиции оптико-пеленгационная система кругового обзора выравнивается с помощью платформы 3 в горизонтальной плоскости, а затем с помощью GPS-приемника 19 определяются ее географические координаты. После завершения процесса привязки системы к местности включаются оптико-электронный блок электронного сканирования 1 и оптико-электронный канал механического сканирования 2, причем при подаче питания происходит автоматическая калибровка всех каналов.

В режиме «Обзор» в оптико-электронных каналах электронного сканирования 5 объективы 6 создают на фотоприемных устройствах 7 изображения предметов соответствующих секторов наблюдаемого пространства. Электронные блоки обработки информации 8 формируют локальные видеостраницы наблюдаемого пространства.

Сигналы о локальных видеостраницах каждого из восьми каналов оптико-электронного блока электронного сканирования 1 подаются на вход компьютера 16 для накопления и «сшивания» границ локальных кадров для получения полного кадра обзора.

Отметим, что в режиме «Обзор» информация каналов широкого поля воспроизводится в реальном времени по мере поступления обработанной видеоинформации; при этом локальные кадры не воспроизводятся, последовательно воспроизводится лишь полный кадр.

В режиме «Обзор» оператор наблюдает изображение окружающей обстановки посредством монитора в реальном времени в ИК спектральном диапазоне (8…12,5 мкм). Изображение черно-белое или псевдоцветное с представлением фоновой обстановки в виде одной из компонент (G или В) телевизионного сигнала, а сигнал от цели - в виде R компоненты этого сигнала. Фоновая обстановка может содержать как неподвижные объекты ландшафта, так и слабо движущиеся объекты. Неподвижные объекты могут отображаться, например, в виде G компоненты, а слабо движущиеся объекты (например, облака) - в виде В компоненты цветного телевизионного сигнала. Такое спектральное разделение объектов по скорости их углового смещения позволит уверенней и дальше обнаруживать цель в условиях сложной фоновой обстановки.

При превышении сигналом порогового уровня на каком-либо участке одного из восьми секторов обзора на этот участок автоматически набрасывается строб и подается звуковой сигнал оператору о наличии цели, а на мониторе оператора отображается сектор обзора, в котором обнаружена цель.

По координатам цели на поверхности фотоприемного устройства 7 определяются угловые координаты цели в геофизической системе координат. По этим данным вычисляются и устанавливаются угловые координаты поворотного зеркала 12 узкопольного канала. С помощью двухкоординатного привода 13 поворотное зеркало 12 поворачивается таким образом, что цель попадает в поле обзора оптико-электронного канала механического сканирования 2. Изображение цели с помощью объектива 9 формируется на фотоприемном устройстве 10. Электронный блок обработки информации 11 формирует видеостраницу узкого поля зрения (увеличенного масштаба) наблюдаемого пространства. Видеостраница наблюдаемого пространства с изображением цели в увеличенном масштабе передается на компьютер 16 и воспроизводится на мониторе 17, при этом дальность до цели с помощью полупрозрачного зеркала 15 определяет лазерный дальномер 14. Оператор наблюдает изображение окружающей обстановки посредством монитора 17 в реальном времени в ПК спектральном диапазоне 3-5 мкм.

Оператор анализирует увеличенное изображение цели, уточняет азимутальные и угломестные координаты цели и при необходимости информация о координатах цели с помощью передатчика 20 передается на средства уничтожения.

Таким образом, из вышеизложенного подтверждается возможность достижения заявленного в изобретении технического результата, а именно, повышение точности определения азимутальных и угломестных координат цели по ее изображению на экране монитора.

Следует отметить, что хотя в описании изобретения был представлен и проиллюстрирован только предпочтительный вариант выполнения изобретения, в конструкцию могут быть внесены различные модификации и изменения, не затрагивающие существа и объема изобретения, определяемого формулой изобретения.

Промышленная применимость изобретения определяется тем, что предлагаемая оптико-пеленгационная система кругового обзора может быть изготовлена в соответствии с предлагаемым описанием и чертежами на основе известных комплектующих изделий при использовании современного технологического оборудования и использована по прямому назначению.

1. Оптико-пеленгационная система кругового обзора, включающая оптико-электронный блок электронного сканирования пространства, имеющий N оптико-электронных каналов электронного сканирования, объективы которых равномерно расположены в азимутальной плоскости на окружности с радиальным расположением их оптических осей, причем поля обзора этих объективов перекрывают сканируемое пространство в азимутальной плоскости без пропусков, отличающаяся тем, что оптико-пеленгационная система кругового обзора дополнительно содержит оптико-электронный канал механического сканирования пространства, предназначенный для наблюдения за целью, обнаруженной в полном кадре обзора, сформированном по локальным кадрам оптико-электронных каналов электронного сканирования, при этом оптическая ось объектива оптико-электронного канала механического сканирования проходит перпендикулярно азимутальной плоскости через центр окружности, на которой расположены объективы оптико-электронных каналов электронного сканирования, при этом оптико-электронный канал механического сканирования включает также плоское зеркало, расположенное перед его объективом на оптической оси этого объектива под углом к ней и выполненное с возможностью поворота как по азимуту, так и по углу места, кроме того, объективы оптико-электронных каналов электронного сканирования выполнены как объективы широкого поля зрения, а объектив оптико-электронного канала механического сканирования выполнен как объектив узкого поля зрения.

2. Оптико-пеленгационная система кругового обзора по п.1, отличающаяся тем, что она включает светодальномерный канал, управляемый в соответствии с наблюдением за целью в поле обзора оптико-электронного канала механического сканирования.

3. Оптико-пеленгационная система кругового обзора по п.1, отличающаяся тем, что рабочим диапазоном оптико-электронных каналов электронного сканирования является диапазон 8-12 мкм, а рабочим диапазоном оптико-электронного канала механического сканирования является диапазон 3-5 мкм.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области специального оптического приборостроения и, в частности, к системам дистанционного определения ориентации подвижных объектов и может быть использовано при создании систем робототехники, а именно устройств, определяющих положение рабочего органа манипуляторов, а также систем управления, где используются данные о разворотах головы оператора, и т.п.

Изобретение относится к области приборостроения и измерительной техники, а именно к технике создания приборов ночного видения. .

Изобретение относится к области радиотехники, может быть использовано в системах сбора и обработки метеорологической информации, в системах управления воздушным движением, при пожарной охране лесных массивов, для обеспечения безопасности хранения и перевозок взрывоопасных грузов и т.д.

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в системах определения местоположения источников грозовых разрядов в системах сбора и обработки метеорологической информации.

Изобретение относится к области специального оптического приборостроения, в частности к системам дистанционного определения ориентации подвижных объектов, и может быть использовано при создании систем робототехники, а именно устройств, определяющих положение рабочего органа манипуляторов, а также систем управления, где используются данные о разворотах головы оператора, систем визуализации тренажеров на основе нашлемного индикатора, систем виртуальной реальности и т.п.

Изобретение относится к телевизионной технике, а в ней - к разделу телевизионных измерений. .

Изобретение относится к области оптико-электронного приборостроения, а точнее к системам, в которых человек-оператор взаимодействует с техническими средствами, служащими для выдачи угловых координат линии визирования оператора, фиксируемой с помощью оптико-электронных устройств, сигналы с которых обеспечивают автоматическое наведение оружия, например, тепловой головки самонаведения на цель, независимо от вектора скорости самолета.

Изобретение относится к радиотехнике, предназначается для определения координат молниевых разрядов и других источников импульсного электромагнитного излучения из одной точки в реальном масштабе времени и может быть использовано в метеорологии, морском транспорте и авиации.
Изобретение относится к технике связи и может использоваться для мониторинга мест хранения предметов на складах, в библиотеках и магазинах

Изобретение относится к способу оптического определения положения и ориентации некоторого объекта при помощи оптического устройства, содержащего по меньшей мере один параллелограмм, жестко связанный с упомянутым объектом, причем это оптическое устройство имеет в своем составе оптические средства и электронные средства анализа, дающие возможность определить координаты четырех вершин параллелограмма A'B'C'D' в ортонормированной системе координат с центром в точке О, обозначенной Ro(O, , , )

Изобретение относится к способу определения местоположения предметов

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для определения взаимного разворота разнесенных в пространстве объектов, проверки скручивания поверхностей относительно друг друга, для параллельного переноса визирной линии, для передачи на расстояние базового направления и др

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и предназначено для измерения пространственного положения объекта посредством дистанционного измерения координат контрольных меток, закрепленных на нем

Изобретение относится к системам определения местоположения объекта с помощью отражения оптических волн, а также селекции множественных объектов на сложном фоне. Согласно способу формируют опорное и сравниваемые изображения хотя бы тремя идентичными видеосистемами, установленными на небольшом расстоянии между собой относительно удаленного фона, с параллельными главными оптическими осями объективов, регистрируя три изображения. После этого вычитают из опорного изображения сравниваемое и дополнительное сравниваемое изображения, получая два разностных изображения. На разностных изображениях выделяют образы объектов, расположенных ближе, чем удаленный фон, и соотносят между собой разностные изображения, выделяют образы объектов на опорном изображении и ищут для каждого выделенного образа объекта его совпадение с образами объекта на сравниваемых изображениях. Определяя величины параллактического сдвига образов объектов, оценивают по ним расстояния до объектов. Технический результат - увеличение точности определения параллактических сдвигов образов объектов и определения расстояния до множественных объектов. 2 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к области оптических устройств отслеживания положения/ориентации шлема и, в частности, таких устройств, в которых шлем не содержит ни передатчиков, ни приемников, а только пассивные оптические компоненты, обнаружение которых обеспечивают неподвижные оптоэлектронные средства, внешние по отношению к шлему. Оптический компонент для оптического устройства отслеживания положения/ориентации шлема в соответствии с изобретением содержит специальный оптический уголковый отражатель. Он содержит призму в виде трехгранника с тремя прямыми углами, при этом каждая из трех плоских поверхностей трехгранника содержит пластину с плоскими и параллельными между собой гранями, при этом первая грань совпадает с плоской поверхностью, на которой она находится, при этом граница раздела между этой первой гранью и упомянутой поверхностью имеет полуотражающую обработку. Технический результат - повышение точности отслеживания положения/ориентации шлема при различных освещённостях. 3 н. и 4 з.п. ф-лы, 8 ил.

Изобретение относится к способу определения местоположения наземных объектов. Техническим результатом является повышение точности определения местоположения наземного объекта в условиях городской застройки. В способе выделяют из изображения массив одномерных сигнатур контуров рельефа застройки. Способ содержит алгоритм фильтрации мешающих объектов, распознавание характера застройки, построение для точек области позиционирования эталонных одномерных сигнатур модели контуров рельефа застройки с учетом данных о направлениях и углах обзора объективов, оценку местоположения объекта посредством многоэтапной процедуры поиска координат области позиционирования с наименьшим различием эталонных и выделенных сигнатур контуров рельефа застройки, использование при оценке координат объекта переменного шага поиска, вычисляемого на основе оценки плотности застройки в текущем районе, применение изображений видимого и инфракрасного диапазонов. 3 ил.

Изобретение относится к оптико-пеленгационным системам кругового обзора, обеспечивающим обнаружение, сопровождение, обработку координат различных наземных, наводных и воздушных целей, а также наведение на эти цели средства вооружения

Наверх