Инфракрасная система кругового обзора

Авторы патента:

 


Владельцы патента RU 2460085:

Открытое акционерное общество "Производственное объединение "Уральский оптико-механический завод" имени Э.С. Яламова" (ОАО "ПО "УОМЗ") (RU)

Изобретение относится к технике инфракрасных (ИК) систем оптического приборостроения для использования в наблюдательных и прицельных системах кругового обзора. ИК-система кругового обзора содержит неподвижное основание, установленную на нем платформу с расположенным на ней вращающимся преимущественно вокруг вертикальной оси оптико-механическим блоком с фотоприемным устройством и блоком предварительной обработки сигналов, снабженным приводом вращения и датчиком угла поворота по горизонту, установленную в оптико-механическом блоке ИК-оптическую систему, оптически сопряженную с фотоприемным устройством и связанную с блоком предварительной обработки сигналов, который, в свою очередь, связан с неподвижным основанием через блок передачи данных по оптоволокну. Оптико-механический блок выполнен из двух каналов, предназначенных для разных спектральных диапазонов длин волн. Каналы соединены через модули преобразования с модулями блока предварительной обработки сигналов, расположенных в блоке электронной обработки сигналов. Сигналы обрабатываются в модулях вычисления, соединенных через плату контроллера с блоком передачи данных по оптоволокну. Технический результат - повышение в 4-5 раз качества получаемого изображения ИК-системы кругового обзора. 1 ил.

 

Заявляемое изобретение относится к технике инфракрасных (ИК) систем оптического приборостроения и может быть использовано в наблюдательных и прицельных системах кругового обзора.

Известно устройство ИК-системы кругового обзора по патенту US 4221966, опубл. 09.09.1980 г., содержащее неподвижное основание, на котором установлена платформа с возможностью вращения относительно вертикальной оси. Поворот платформы по горизонту осуществляется приводом и контролируется датчиком угла поворота платформы, соответствующие узлы которых установлены на вращающейся платформе и неподвижном основании. На вращающейся платформе жестко установлена ИК-система, содержащая ИК-объектив, который оптически сопряжен с N-элементным (многоэлементным) приемником ИК-излучения. Приемник ИК-излучения соединен с замкнутой системой охлаждения и подключен к последовательно соединенным N-канальному блоку нормирующих усилителей, N-канальному аналого-цифровому преобразователю и электронному коммутатору. Известная ИК-система содержит также канал передачи информации, связанный с устройством отображения информации и управления, который выполнен в виде персонального компьютера с дисплеем и расположен вне платформы.

Недостатками данного устройства являются:

- наличие высокочастотного коллекторного устройства, требующего специальных схем управления;

- наличие фонов при работе устройства, для устранения которых требуются специальные схемы и технические методы.

Известна также ИК-система кругового обзора по патенту RU 2189049 С1, опубл. 10.09.2002, содержащая неподвижное основание, установленную на нем платформу, вращающуюся преимущественно вокруг вертикальной оси, снабженную приводом и датчиком угла поворота платформы по горизонту. На платформе установлены: ИК-оптическая система, содержащая ИК-объектив, последовательно соединенные N-элементный приемник ИК-излучения, N-канальный аналого-цифровой преобразователь и электронный коммутатор, а также канал передачи информации, расположенный вне платформы.

Недостатками известного аналога являются:

- недостаточно высокое качество изображения информации, передаваемое с вращающейся платформы через высокочастотное коллекторное устройство в устройство отображения,

- недостаточная помехозащищенность передаваемых вращающейся платформой сигналов,

- низкая скорость вращения платформы.

Наиболее близким аналогом по совокупности существенных признаков к заявляемому изобретению является ИК-система кругового обзора, в которой скорость вращения обзора ИК-системы увеличена до 60 оборотов в минуту, по патенту RU 94722 U1, опубл. 27.05.2010, содержащая неподвижное основание, установленную на нем платформу с расположенным на ней вращающимся, преимущественно вокруг вертикальной оси, оптико-механическим блоком с фотоприемным устройством и блоком предварительной обработки сигналов, снабженными приводом вращения и датчиком угла поворота по горизонту. В оптико-механическом блоке установлена ИК-оптическая система, оптически сопряженная с фотоприемным устройством и связанная с блоком предварительной обработки. Блок предварительной обработки связан с неподвижным основанием, состоящим из видеоконтрольного устройства и блока обработки оптического изображения. Сопряжение вращающегося оптико-механического блока с фотоприемным устройством и блока предварительной обработки сигналов с неподвижным основанием выполнено через блок передачи данных по оптоволокну.

Недостатками ближайшего аналога являются:

- геометрические шумы в фотоприемном устройстве,

- недостаточно четкое выделение перепада интенсивности изображения.

Задачей, на решение которой направлено предлагаемое изобретение является повышение эффективности наблюдения ИК-системы кругового обзора.

Технический результат заключается в том, что в 4-5 раз повышается качество получаемого изображения ИК-системы кругового обзора.

Задача решается, а заявленный технический результат достигается тем, что:

- в известной ИК-системе кругового обзора, содержащей неподвижное основание, установленную на нем платформу с расположенным на ней, вращающимся преимущественно вокруг вертикальной оси оптико-механическим блоком с фотоприемным устройством и блоком предварительной обработки сигналов, снабженным приводом вращения и датчиком угла поворота по горизонту, установленную в оптико-механическом блоке ИК-оптическую систему, оптически сопряженную с фотоприемным устройством и связанную с блоком предварительной обработки сигналов, который, в свою очередь, связан с неподвижным основанием через блок передачи данных по оптоволокну;

- оптико-механический блок выполнен, по меньшей мере, из двух каналов для разных спектральных диапазонов длин волн;

- каналы для разных спектральных диапазонов длин волн соединены через модули преобразования с модулями блока предварительной обработки сигналов;

- модули блока предварительной обработки сигналов установлены в блоке электронной обработки сигналов;

- сигналы обрабатываются в модулях вычисления;

- модули вычисления соединены через плату контроллера с блоком передачи данных по оптоволокну.

В инфракрасной системе кругового обзора новая совокупность конструктивных элементов, а также наличие связей между ними позволяют значительно увеличить обзор в различных спектральных диапазонах, более качественно и надежно передавать оцифрованные, предварительно обработанные сигналы с помощью оптоволоконного кабеля, увеличить помехозащищенность и четкость передаваемых сигналов, что значительно повышает информативность и эффективность наблюдения ИК-системы кругового обзора.

Сущность предложенного технического решения поясняется чертежом, на котором приведена блок-схема ИК-системы кругового обзора.

Инфракрасная система кругового обзора содержит неподвижное основание 1, установленную на нем платформу 2. На платформе 2 расположен вращающийся преимущественно вокруг вертикальной оси оптико-механический блок 3 с фотоприемными устройствами 4, 5, модули преобразования 8, 9. В модулях преобразования 8, 9 формируется кадровый сигнал в цифровом виде и далее подается в модули блока предварительной обработки сигнала 11 блока электронной обработки 10. В блоке электронной обработки 10 размещен модуль контроллера 12, в котором разделены плата контролера 16 и плата вычислителя 17. В блоке электронной обработки 10 также предусмотрены три вычислительных блока 13, 14 15. Обработанный сигнал далее через плату контроллера 16 подается в блок оптоволоконной передачи данных 18. К блокам фотоприемных устройств 4, 5 подключены модули фильтров 6, 7 соответственно.

Оптико-механический блок 3 снабжен приводом вращения 19 и датчиком угла поворота по горизонту 20.

Платформа 2 выполнена гиростабилизированной.

Устройство работает следующим образом.

Сканирование поля обзора по горизонту обеспечивается вращением вокруг вертикальной оси оптико-механического блока 3, снабженного датчиком угла поворота 20 и приводом вращения 19. Сформированное оптико-механическим блоком 3 ИК-изображение фокусируется на фотоприемных устройствах 4, 5. ИК-изображение поступает в модули преобразования 8, 9, где они оцифровываются. Далее поступают в модули (условно не показаны) блока предварительной обработки 11, установленного в блоке электронной обработки 10, где изображения предварительно обрабатываются и убираются геометрические шумы при формировании кадра. Блоки 13, 14, 15 в блоке электронной обработки решают задачи обнаружения объекта на естественном фоне по контрастным перепадам яркостей изображения объекта. Обработанные сигналы кадра поступают в модуль контроллера 12 и далее на блок оптоволоконной передачи данных 18 для принятия решения об обнаружения объекта.

Таким образом, решается поставленная задача и достигается технический результат, состоящий в повышении эффективности наблюдения ИК-системы кругового обзора за счет более качественной и надежной передачи сигнала с большей помехозащищенностью по сравнению с аналогами, с высоким качеством получаемого изображения, которое в дальнейшем анализируется оператором.

Инфракрасная (ИК) система кругового обзора, содержащая неподвижное основание, установленную на нем платформу с расположенным на ней вращающимся преимущественно вокруг вертикальной оси оптико-механическим блоком с фотоприемным устройством и блоком предварительной обработки сигналов, снабженным приводом вращения и датчиком угла поворота по горизонту, установленную в оптико-механическом блоке ИК-оптическую систему, оптически сопряженную с фотоприемным устройством и связанную с блоком предварительной обработки сигналов, который, в свою очередь, связан с неподвижным основанием через блок передачи данных по оптоволокну, отличающаяся тем, что оптико-механический блок выполнен, по меньшей мере, из двух каналов для разных спектральных диапазонов длин волн, соединенных через модули преобразования с модулями блока предварительной обработки сигналов, расположенных в блоке электронной обработки сигналов, причем сигналы обрабатываются в модулях вычисления, соединенных через плату контроллера с блоком передачи данных по оптоволокну.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области оптико-электронного приборостроения. .

Изобретение относится к области оптико-электронного приборостроения и может быть использовано в прицельно-обзорных оптико-электронных системах, в частности в теплопеленгаторах кругового обзора с матричным фотоприемным устройством.

Изобретение относится к сфере научных и технических проблем, изучаемых в радиоастрономии, астрофизике, астрометрии, геодезии и навигации, для привязки радионеба к оптическому небу для создания фундаментального каталога опорных радиоисточников высокой плотности, имеющих оптические отождествления, для целей космической навигации, для исследования природы небесных объектов в широком диапазоне длин волн, для изучения радиорефракции в космическом пространстве и уточнения ранее полученных сведений о космических объектах в радиодиапазоне для исследования характеристик Межзвездной и Межгалактической сред (МЗС, МГС).

Изобретение относится к оптико-электронному обнаружению движущихся объектов. .

Изобретение относится к методам обнаружения теплового объекта на двумерном фоноцелевом изображении. .

Изобретение относится к методам обработки оптического изображения, полученного оптико-электронной системой (ОЭС) пеленгации точечных тепловых объектов (теплопеленгаторами), работающей на атмосферном фоне в инфракрасном диапазоне волн.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для определения углового положения (пеленгации) оптического источника. .

Изобретение относится к области приборостроения, а точнее - к оптико-электронным следящим системам, предназначенным для обнаружения и автосопровождения инфракрасных (ИК) источников излучения на небесном фоне или на фоне подстилающей поверхности, и может быть использовано для обнаружения летательных аппаратов, судов, бронетанковой техники и т.п.

Изобретение относится к области оптико-электронного приборостроения, может быть использовано для поиска объектов по их инфракрасному излучению и других областях техники.

Изобретение относится к области оптико-электронного приборостроения, а более конкретно к способам и устройствам пеленгации источников лазерного излучения, таких как дальномер либо целеуказатель, и может быть использовано в системах самозащиты подвижных объектов военной техники (например, бронетанковой) от управляемого оружия путем постановки оптических либо других помех в направлении угрозы.

Изобретение относится к методам обнаружения тепловых объектов на сложном атмосферном фоне в условиях ночного неба с использованием оптико-электронной системы (ОЭС), работающей в инфракрасном диапазоне волн

Изобретение относится к методам обнаружения тепловых объектов на маскирующем атмосферном фоне в условиях ночного неба с использованием оптико-электронных средств

Изобретение может быть использовано для определения координат беспилотных летательных аппаратов (БЛА) в автоматическом режиме. Способ автоматизированного определения координат беспилотных летательных аппаратов заключается в том, что по отраженному лазерному излучению от беспилотного летательного аппарата определяются дальность, вертикальные и горизонтальные углы, с помощью которых затем определяется точное местоположение в пространстве БЛА, при этом автоматизированная система обработки информации позволяет определять направление движения БЛА. Достигаемый технический результат - обеспечение передачи разведывательной информации и поражения БЛА противника, сокращение времени обнаружения БЛА и определения координат, повышение точности определения координат БЛА. 3 ил.

Изобретение относится к методам обработки сигналов, позволяющих обнаруживать и измерять импульсы от точечных объектов со сканирующих оптико-электронных устройств. Достигаемый технический результат - обнаружение электрических импульсов от точечных объектов при неизвестном уровне шума в широком диапазоне длительности импульсов. Сущность изобретения заключается в том, что используют модель полезного сигнала от цели в дальней зоне, фильтруют сигналы фильтром, который обеспечивает для полезных импульсов определенные соотношения между соседними по времени импульсами разной полярности, измеряют величину положительных и отрицательных импульсов, сравнивают между собой величину положительных и отрицательных импульсов на соседних по времени интервалах и по их соотношению отбирают импульсы, которые с высокой вероятностью не могут быть отнесены к полезным (помеховые импульсы) и импульсы, которые, возможно, могут быть отнесены к полезным (импульсы от цели), усредняют величины отобранных помеховых импульсов, используют усредненное их значение для задания порогового уровня и принимают решение об обнаружении импульса от цели и об измерении других параметров данного импульса, если величина этого импульса превышает пороговый уровень. Оценка величины импульса делается суммированием текущих значений импульса. Эквивалентную частоту импульса определяют делением суммы квадратов текущих значений импульса на квадрат суммы текущих значений импульса. 3 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к навигационной технике, а именно к пеленгаторам, определяющим угловое положение источника света. Устройство определения углового положения источника света содержит четыре одинаковых фотодетектора и электрическую схему. Фотодетекторы воспринимают поток излучения от источника света, попарно противоположно ориентированы относительно продольной оси устройства и также попарно включены в электрическую схему. Детекторы одной пары подключены параллельно и однополярно, а другой - однополярно, но раздельно через переключатель. Способ определения углового положения источника света заключается в одновременной регистрации двух составляющих светового потока с помощью двух пар противоположно ориентированных фотодетекторов и определении по результатам регистрации направления на источник. Для одной пары детекторов определяют четно-симметричную пеленгационную характеристику, а для другой - нечетно-симметричную пеленгационную характеристику, смещенную по оси ординат. Технический результат - снижение массы, размеров и энергопотребления устройства определения углового положения источника света. 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к области оптического приборостроения и касается датчика направленности света. Датчик направленности света содержит фотоприемное устройство, состоящее из множества фоточувствительных элементов. На фотоприемном устройстве расположена матрица светопоглощающих структур. Светопоглощающие структуры имеют варьирующиеся структурные характеристики. Варьирующиеся структурные характеристики достигаются посредством формирования каждой отдельной структуры последовательности так, что она дает возможность восприятия света в пределах различных интервалов углов относительно матрицы. При этом, каждая из светопоглощающих структур включает разное количество фоточувствительных элементов. Технический результат заключается в уменьшении размеров и повышении надежности устройства. 3 н. и 12 з.п. ф-лы, 13 ил., 1 табл.

Изобретение относится к оптико-электронным приборам для поиска теплоизлучающих объектов. Система содержит обтекатель, сканирующее зеркало, теплопеленгационный (ТП) канал с оптической системой и фотоприемным устройством, лазерный канал дальнометрирования с излучателем, приемной оптической системой и фотоприемным устройством, лазерный канал помехового излучения и телевизионный канал для получения изображения пространства объектов. В режиме обзора осуществляется непрерывный просмотр заданной зоны пространства с помощью сканирующего зеркала. В оптическую систему ТП канала вводится компонент, обеспечивающий ее широкое поле зрения, что позволяет уменьшить время просмотра зоны обзора. После обнаружения цели система переходит в режим слежения, в процессе которого изображение цели совмещается с оптической осью ТП канала. При переходе из режима обзора в режим слежения в оптическую систему ТП канала вводится компонент, сужающий ее поле зрения, в результате чего уменьшается элементарное поле зрения системы и повышается точность слежения. Технический результат - уменьшение времени обзора пространства, повышение вероятности наведения лазерного излучения на цель, расширение функциональных возможностей. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

Предлагаемое изобретение относится к оптико-электронному приборостроению, в частности к способам формирования электронного изображения окружающего пространства при его непрерывном сканировании. Достигаемый технический результат изобретения - возможность измерения дальности до объекта лазерным дальномером при непрерывном сканировании с большими скоростями окружающего пространства, в том числе и кругового. Указанный результат достигается тем, что окружающее пространство сканируют в азимутальной плоскости, выбирают видеокадр с объектом, до которого требуется измерить расстояние, измеряют вертикальную и горизонтальную координаты изображения объекта относительно координат начала видеокадра, устанавливают визирную ось лазерного дальномера по вычисленным координатам объекта, а замер дальности до объекта проводят при следующем цикле сканирования в момент начала формирования видеокадра с выбранным объектом. Реализация способа обеспечивается установкой на сканирующую платформу, снабженную приводом и датчиком углового положения, оптико-электронного модуля и лазерного дальномера, а перед лазерным дальномером размещают два оптических клина, каждый из которых снабжен приводом и датчиком углового положения. 2 н.п. ф-лы, 2 ил.
Наверх