Способ слежения за подвижным объектом



 


Владельцы патента RU 2453810:

Малецкий Олег Михайлович (RU)
Бытьев Алексей Вячеславович (RU)
Круглов Андрей Алексеевич (RU)
Ткаченко Наталия Владимировна (RU)
Головань Михаил Витальевич (RU)
Кириченко Александр Александрович (RU)
Ткаченко Владимир Иванович (RU)
Черкасов Владислав Николаевич (RU)
Шульга Сергей Владимирович (RU)
Краснянчук Николай Алексеевич (RU)

Изобретение относится к способам управления, а более конкретно к способам слежения за подвижным объектом. Изобретение включает определение и установку исходных размеров поля зрения визирного устройства, совмещение его с объектом слежения и удержание в таком положении в течение заданного времени. Техническим результатом изобретения является повышение помехоустойчивости и точности визирования. Предложенный способ отличается тем, что формируют стабилизированную линию визирования и юстируют ее в исходном состоянии с оптической осью визирного устройства прибора слежения, определяют направление и величину угловой скорости ухода стабилизированной линии визирования, перемещают ее с этой же скоростью в противоположном направлении, совмещают ее с точкой визирования на объекте слежения, при маневрировании визирного устройства измеряют угол его крена, угол возвышения линии визирования, определяют угол отклонения линии визирования от заданного положения и перемещают ее в обратном направлении на этот же угол, при перемещении объекта слежения с угловой скоростью, близкой к постоянной, измеряют и запоминают направление и величину этой скорости, перемещают в этом же направлении и с такой же угловой скоростью линию визирования, подсвечивают визирный индекс, изменяют яркость и цвет его подсветки до оптимального контраста с объектом слежения, затем уменьшают поле зрения.

 

В настоящем описании и материалах заявки использованы только открытые отечественные источники информации.

Изобретение относится к способам повышения эффективности управления, а более конкретно к способам слежения за подвижным объектом.

От эффективности визирования за подвижным объектом и слежения за ним (прежде всего точности визирования) зависит и эффективность соответствующих процессов управления. Например, при фотосъемках, киносъемках, телеуправлении, дальнометрировании, стрельбе, геодезических работах и др. Для решения ряда задач при передаче сигналов управления на объекты управления с помощью электромагнитных волн оптического диапазона (10-1015 Гц) необходимо прежде всего решить задачу точного визирования объекта визирования. В настоящее время эта задача решается путем придания устройствам визирования приборов слежения такого положения, которое обеспечило бы точное совмещение линии визирования с объектом визирования (Новый энциклопедический словарь. Научное издательство «Большая Российская энциклопедия». Издательство «Рипол Классик». 2000, с.188. Гриф - «несекретно»).

Известен, например, способ визирования и слежения за подвижным объектом, реализованный в комплексе вооружения (см., например, Руководство по материальной части и эксплуатации танка Т-62. М.: Воениздат, 1968, с.195-210. Гриф - «несекретно»). В этом комплексе при стрельбе в обычных условиях с места по неподвижной цели слежение сводится к визированию и осуществляется путем совмещения точки визирования на цели с визирным индексом (прицельной маркой) в визирном устройстве прибора слежения (прицела), а изменение условий стрельбы учитывается перемещением визирного индекса (прицельной марки) на определенную угловую величину до выстрела. При этом возникает необходимое угловое рассогласование между линией визирования и вооружением (осью канала ствола орудия), что обеспечивает, с одной стороны, ввод поправки, а с другой - однообразие визирования. Этому способу визирования свойственны недостатки: линия визирования отклоняется от оптической оси визирного устройства, что сопровождается ухудшением видимости, снижением разрешающей способности оптической системы и быстрым нарастанием зрительной усталости наводчиков-операторов. Кроме того, при стрельбе в условиях, отличных от обычных (стрельба с ходу, по движущейся цели, стрельба при сильном боковом ветре и т.д.), приходится постоянно вводить изменяющуюся поправку в положение визирного индекса относительно объекта визирования. В этом случае снижается точность прицеливания, а вместе с этим резко падает и эффективность стрельбы.

Известен также способ слежения и визирования за подвижным объектом (см., например, «Танк Т-80Б». Техническое описание и инструкция по эксплуатации. Кн.1. М.: Воениздат, 1984, с.48-54, с.86. Гриф - «несекретно»), являющийся прототипом заявляемого. Он включает определение и установку исходных размеров поля зрения визирного устройства прибора слежения, совмещение его (поля зрения) с объектом слежения и визирования и удержание в таком положении в течение заданного времени.

В этом способе поправки на отклонение условий стрельбы от нормальных вводятся в положение вооружения по отношению к линии визирования, а не наоборот. Это обеспечивает однообразие при прицеливании, предотвращает ухудшение видимости и снижение разрешающей способности оптической системы, а вместе с этим способствует и улучшению эргономических условий при визировании.

Однако этот способ также имеет недостатки. Удерживать линию визирования на точке визирования необходимо более продолжительное время, чтобы обеспечить ввод в положение вооружения всех поправок (не менее 3 с). При стрельбе управляемой ракетой на максимальную дальность линию визирования необходимо удерживать на точке визирования не менее 10 с.Это вызывает повышенную напряженность органов зрения обслуживающего персонала, что очень часто приводит к потере объекта визирования и слежения или визирного индекса в условиях действия пыледымовых и особенно световых помех. Кроме того, продолжительное визирование в условиях стабилизации поля зрения приводит (из-за его увода) к увеличению ошибки визирования. Поэтому эффективность способа снижается. Еще более она снижается, если визирование осуществляется с подвижного объекта, при маневрировании которого визирная линия, несмотря на ее стабилизацию по высоте и направлению, в плоскости крена отклоняется, поскольку в ней не стабилизирована. Отклонение это тем больше, чем больше угол возвышения линии визирования и угол крена визирного устройства. Если же объект визирования подвижен (бегущий спортсмен, движущаяся цель на поле боя и др.), то ошибки слежения могут увеличиться в разы и в существенной степени зависят от угловой скорости слежения за подвижным объектом.

Целью изобретения является улучшение условий, повышение помехоустойчивости и точности визирования.

Указанная цель достигается тем, что в известном способе слежения за подвижным объектом, включающем определение и установку исходных размеров поля зрения визирного устройства прибора слежения, совмещение его с объектом слежения и удержание в таком положении в течение заданного времени, формируют стабилизированную линию визирования и юстируют ее в исходном состоянии с оптической осью визирного устройства прибора слежения, определяют направление и величину угловой скорости ухода от оптической оси визирного устройства прибора слежения стабилизированной линии визирования, перемещают с этой же скоростью стабилизированную линию визирования в противоположном направлении, совмещают ее с точкой визирования на объекте слежения, при маневрировании визирного устройства измеряют угол его крена, угол возвышения линии визирования, определяют угол отклонения линии визирования от заданного положения и перемещают ее в обратном направлении на этот же угол в заданное положение, при перемещении объекта слежения с угловой скоростью, близкой к постоянной, измеряют и запоминают направление и величину этой скорости, перемещают в этом же направлении и с такой же угловой скоростью линию визирования, подсвечивают визирный индекс, плавно изменяют яркость и цвет его подсветки до достижения им оптимального контраста с объектом слежения, уменьшают поле зрения до размера , где В - уменьшаемый угловой размер поля зрения визирного устройства прибора слежения, В0 - угловой размер объекта визирования, σв - среднеквадратическое значение ошибки визирования, σю - среднеквадратическое значение ошибки юстировки линии визирования с оптической осью визирного устройства, ωлв - угловая скорость перемещения линии визирования, tи - время инерции системы «глаз - визирное устройство - прибор слежения», а по истечении времени t3+tи, где tз - заданное время визирования, восстанавливают исходные размеры поля зрения визирного устройства прибора слежения.

Предложенный способ позволил устранить указанные недостатки.

Использование предлагаемого способа происходит следующим образом. Предварительно в исходном состоянии формируют стабилизированную линию визирования (с помощью, как правило, гироскопического стабилизатора линии визирования (СЛВ)), юстируют ее с оптической осью визирного устройства прибора слежения. При этом устраняют появляющиеся ошибки юстировки, значение которых при каждом включении СЛВ является случайным. Определяют направление и величину угловой скорости ухода от оптической оси визирного устройства стабилизированной линии визирования. Для компенсации ухода СЛВ формируют соответствующий сигнал и перемещают ее с той же скоростью в противоположном направлении. Затем СЛВ совмещают с точкой визирования на объекте визирования, определяют и устанавливают необходимый размер поля зрения (как правило, угол поля зрения) визирного устройства.

Определение и выбор исходных размеров поля зрения зависят от типа прицельного устройства. Если это оптический прибор, то основным размером будет угол поля зрения, изменяемый, как правило, плавно или дискретно в зависимости от необходимого увеличения, размеров объекта визирования (цели), скорости его движения, наличия помех в поле зрения и т.д. В процессе поиска объектов визирования и слежения (целей) до их обнаружения размеры поля зрения, как правило, максимальны, что необходимо для сокращения времени поиска.

Если же поиск объектов визирования производится по экрану электронно-оптического устройства, то основными размерами поля зрения будут ширина и высота экрана. Совмещение линии визирования с точкой визирования производится с помощью визирного индекса (марки), съюстированного с оптической осью визирного устройства. Поэтому при совмещении линии визирования с объектом визирования и слежения одновременно происходит совмещение с ним и оптической оси визирного устройства, благодаря чему достигается увеличение разрешающей способности визирного устройства и видимости цели, уменьшается вероятность оптических искажений.

При маневрировании визирного устройства прибора слежения появляются отклонения визирной линии в плоскости крена, поскольку она не стабилизирована в этой плоскости. Отклонения эти тем больше, чем больше угол возвышения линии визирования. Поэтому измеряют угол крена визирного устройства и угол возвышения линии визирования, определяют угол отклонения линии визирования от заданного положения в соответствии с выражением Ψ=φSinγ, где Ψ - угол отклонения линии визирования от заданного положения в плоскости крена, φ - угол возвышения линии визирования, γ - угол крена визирного устройства. Затем перемещают линию визирования в обратном направлении на этот же угол в заданное положение.

При перемещении объекта слежения с угловой скоростью, близкой к постоянной, измеряют и запоминают направление и величину этой скорости, перемещают в этом же направлении и с такой же угловой скоростью линию визирования.

Для повышения контраста фона местности и визирного индекса его подсвечивают, изменяют яркость и цвет его подсветки до достижения им оптимального контраста и с объектом визирования. В наиболее ответственный момент (например, при слежении за объектом визирования при киносъемке, при стрельбе и др.) для уменьшения помех уменьшают поле зрения на заданное время визирования до , где В - уменьшаемый угловой размер поля зрения визирного устройства прибора слежения, В0 - угловой размер объекта визирования, σв - среднеквадратическое значение ошибки визирования, σю - среднеквадратическое значение ошибки юстировки линии визирования с оптической осью визирного устройства, ωлв - угловая скорость перемещения линии визирования, tи - время инерции системы «глаз - визирное устройство - прибор слежения», а по истечении времени tз+tи, где tз - заданное время визирования, восстанавливают исходные размеры поля зрения визирного устройства прибора слежения.

С уменьшением размеров поля зрения визирного устройства уменьшается вероятность попадания в него помех. Благодаря компенсации угловой скорости ухода стабилизированной линии визирования, позволившей значительно уменьшить ошибки визирования, такое уменьшение стало возможным практически до размеров объекта визирования. Однако из-за ошибок визирования и юстировки, а также из-за угловых ошибок слежения за подвижным объектом слежения такое уменьшение поля зрения нецелесообразно.

Уменьшение поля зрения может происходить либо по специальной команде наводчика, например нажатием на введенную для этих целей в систему управления специальную кнопку, либо по совпадающей по времени штатной команде системы управления: команды на замер дальности, заряжание орудия и др. Если размеры поля зрения угловые, то информацию о размерах объекта визирования определяют после замера дальности до него. Информация о размерах типовых объектов визирования (целей) вводится в систему управления заблаговременно. Уменьшение размера поля зрения производится с помощью специально введенной в оптическую систему визирного устройства диафрагмы с регулируемым посредством специального привода осевым отверстием.

Уменьшение поля зрения обеспечивает снижение яркости фона и повышение четкости изображения цели (см., например, Е.И.Бутиков «Оптика», М., «Высшая школа», 1986, с.347-352). Кроме того, за счет снижения яркости фона обеспечивается увеличение контраста визирного индекса (визирной марки). Основное же значение уменьшения поля зрения заключается в экранировании пыледымовых и, прежде всего, световых помех. Все это обеспечивает повышение помехоустойчивости и точности визирования. По истечении заданного времени восстанавливают исходные размеры поля зрения.

Величину заданного времени определяет, как правило, соответствующий оператор (телевидения, киносъемки и др.). Что касается стрельбы по целям, то заданным временем считается время от момента совмещения линии визирования с объектом визирования до попадания снаряда (ракеты) в цель. Команда на восстановление размеров поля зрения может быть подана как самим оператором (наводчиком), так и автоматически системой управления на основании информации о дальности до цели и скорости полета снаряда (ракеты). Своевременное восстановление исходных размеров поля зрения необходимо для сохранения высокого уровня достоверности оценки результата выстрела и эффективной разведки последующих целей (в случае поражения предыдущей).

Предложенный способ визирования обеспечивает получение положительного эффекта. Он заключается в повышении помехоустойчивости и точности процесса визирования, что обеспечивается экранированием световых и пыледымовых помех, снижением яркости фона и повышением четкости изображения. Кроме того, при слежении за подвижным объектом угловые ошибки слежения практически не возникают и напряженность оператора не увеличивается. Экспериментальная оценка эффективности предложенного способа визирования свидетельствует о возможности существенного повышения точности визирования при стрельбе в сложных условиях (пестрый и яркий фон, быстрое изменение яркости фона и цели, наличие световых и пыледымовых помех в поле зрения визирного устройства и др.). Частость попадания при электронных стрельбах в условиях световых помех, полученная наводчиками с использованием предложенного способа, превысила (на 8-12%) частость попадания, полученную известным (см. прототип) способом визирования в аналогичных условиях. При визировании с подвижного объекта частость попадания возросла еще на 5%, а при слежении за подвижным объектом показатели не изменились.

Предложенный способ слежения может быть использован как в военных целях, так и в других областях науки и техники, например при визировании объектов и слежении за ними на фоне звездного неба, в телевидении, кино, фотографии, геологии, навигации и др.

Способ слежения за подвижным объектом, включающий определение и установку исходных размеров поля зрения визирного устройства прибора слежения, совмещение его с объектом слежения и удержание в таком положении в течение заданного времени, отличающийся тем, что формируют стабилизированную линию визирования и юстируют ее в исходном состоянии с оптической осью визирного устройства прибора слежения, определяют направление и величину угловой скорости ухода от оптической оси визирного устройства прибора слежения стабилизированной линии визирования, перемещают с этой же скоростью стабилизированную линию визирования в противоположном направлении, совмещают ее с точкой визирования на объекте слежения, при маневрировании визирного устройства прибора слежения измеряют угол его крена, угол возвышения линии визирования, определяют угол отклонения линии визирования от заданного положения и перемещают ее в обратном направлении на этот же угол в заданное положение, при перемещении объекта слежения с угловой скоростью, близкой к постоянной, измеряют и запоминают направление и величину этой скорости, перемещают в этом же направлении и с такой же угловой скоростью линию визирования, подсвечивают визирный индекс, плавно изменяют яркость и цвет его подсветки до достижения им оптимального контраста с объектом слежения, уменьшают поле зрения до размера
где В - уменьшаемый угловой размер поля зрения визирного устройства прибора слежения; В0 - угловой размер объекта визирования; σв - среднеквадратическое значение ошибки визирования; σю - среднеквадратическое значение ошибки юстировки линии визирования с оптической осью визирного устройства; ωлв - угловая скорость перемещения линии визирования; tи - время инерции системы «глаз - визирное устройство - прибор слежения», а по истечении времени tз+tи, где tз - заданное время визирования, восстанавливают исходные размеры поля зрения визирного устройства прибора слежения.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области геодезического приборостроения и может быть использовано при установке измерительного прибора в рабочее положение. .

Изобретение относится к лазерной технике, а именно к лазерной дальнометрии. .

Изобретение относится к технике обнаружения объектов, а именно к оптико-электронным системам видения удаленных объектов с использованием лазерной подсветки в инфракрасном спектральном диапазоне, и может быть использовано для разработки и создания тепловизионных систем и приборов, предназначенных для обнаружения и распознавания целей на больших расстояниях.

Изобретение относится к оптическому приборостроению, в частности к устройствам наблюдения с измерением дальности до объекта. .

Изобретение относится к оптическому приборостроению, в частности к многоканальным мультиспектральным оптико-электронным приборным комплексам с лазерными дальномерами (далее комплексы), и может найти применение при создании всесуточных систем обнаружения, наблюдения и сопровождения объектов.

Изобретение относится к лазерной технике, а именно к аппаратуре лазерной дальнометрии. .

Изобретение относится к лазерной технике, а именно к аппаратуре лазерной дальнометрии. .

Изобретение относится к измерительным устройствам. .

Изобретение относится к области космического приборостроения и может быть использовано для сбора данных о параметрах движения космических объектов - частиц космического мусора и микрометеороидов

Изобретение относится к лазерной технике, а именно к лазерной дальнометрии

Изобретение относится к технике лазерного, светового излучения и, в частности, может быть использовано для определения положения лазерного излучателя

Изобретение относится к области определения взаимного положения объектов, один из которых служит источником электромагнитного излучения в оптическом диапазоне, а второй - его измерителем и может использоваться для создания оптических дальномеров, пеленгаторов, теодолитов, телескопов и другой оптической аппаратуры аналогичного назначения

Изобретение относится к приборам, используемым в горной промышленности для съемки сечения выработанного пространства

Изобретение относится к лазерной технике, а именно к лазерной дальнометрии

Изобретение относится к телевизионной технике, а именно к аппаратуре прикладного телевидения, используемой в составе систем поиска, обнаружения и сопровождения удаленных объектов

Изобретение относится к лазерной технике, а именно к аппаратуре лазерной дальнометрии

Изобретение относится к лазерной технике, а именно к аппаратуре лазерной дальнометрии

Изобретение относится к лазерной технике, а именно к аппаратуре лазерной дальнометрии
Наверх