СПОСОБ ВИЗИРОВАНИЯ Российский патент 1997 года по МПК F41G3/02 

Изобретение относится к способам повышения эффективности управления, а более конкретно к способам визирования.

Для решения ряда задач управления, например при передаче сигналов управления на объект управления, необходимо прежде всего решить задачу надежного визирования объекта управления. В настоящее время эта задача решается путем придания устройствам визирования такого положения, которое обеспечило бы совмещение линии визирования с объектом визирования. Это обеспечивается визирными устройствами, реализующими различные способы визирования. От эффективности реализованного способа визирования зависит и эффективность управления.

Известен, например, способ визирования, реализованный в комплексе вооружения танка Т-62 (см. например, "Руководство по материальной части и эксплуатации танка Т-62", Воениздат, М.1968, с. 195-210). В этом комплексе при стрельбе в обычных условиях с места по неподвижной цели визирование осуществляется путем совмещения точки визирования с визирным индексом, с изменение условий стрельбы учитывается перемещением визирного индекса на определенную угловую величину до выстрела. При этом возникает необходимое угловое рассогласование между линией визирования и вооружением (осью канала ствола), что обеспечивает с одной стороны ввод поправки, а с другой - однообразие визирования (совмещение точки визирования и визирного индекса). Однако этому способу визирования свойственны недостатки. При стрельбе в условиях, отличных от обычных (стрельба с ходу, под движущейся цели, при боковом ветре и т. д. ), приходится постоянно вводить поправку в положение визирного индекса относительно объекта визирования (цели). То есть вводить коррекцию в его положение. В этом случае нарушается однообразие прицеливания, снижается его точность, а вместе с этим резко падает и эффективность стрельбы.

Известен также способ визирования (см. например, "Танк-80Б". Техническое описание и инструкция по эксплуатации. Кн. 1, М. Воениздат, 1984, с. 48-54, с. 86), являющийся прототипов заявляемого. Он заключается в подсветке визирного индекса и совмещении его с изображением объекта визирования. В этом способе, в отличие от других известных (см. выше), поправки на отклонение условий стрельбы от нормальных вводятся в положение вооружения по отношению к линии визирования (визирному индексу), а не наоборот. Кроме того, для обнаружения визирного индекса (прицельной марки) в неблагоприятных условиях стрельбы (плохая видимость, пыле-дымовые и световые помехи и др.) он подсвечивается. Возможность совмещения визирного индекса с объектом визирования при визировании и ввода правок в положение вооружения относительно линии визирования обеспечивают однообразие при визировании (прицеливании), а вместе с этим улучшают эргономические условия при визировании (прицеливании). В результате повышается точность визирования и эффективность стрельбы.

Однако этот способ визирования также имеет недостатки. Несмотря на однообразие прицеливания при стрельбе по различным целям наводчик (оператор) должен удерживать линию визирования на цели (на точке прицеливания) в течение продолжительного времени (не менее 3 с), которое необходимо для ввода требуемых поправок в положение вооружения. Это время еще более увеличивается, если стрельба производится ракетой. Например, при стрельбе управляемой ракетой на максимальную дальность наводчик (оператор) вынужден удерживать визирный индекс (прицельную марку) на цели более 15 с (см. например, А.Н.Латухин "Противотанковое вооружение", М. Воениздат, 1974, с. 192-235). Такое визирование (прицеливание) несмотря на то, что оно точнее и проще, чем в танке Т-62, вызывает повышенную напряженность наводчика (оператора), в частности, его зрительного аппарата, что очень часто приводит к потере цели или визирного индекса (даже при его подсветке), в условиях действия пыле-дымовых и световых помех, особенно на пестрых фонах различной яркости.

Целью изобретения является улучшение условий и повышение помехоустойчивости и точности визирования (прицеливания).

Указанная цель достигается тем, что периодически изменяют яркость и цвет подсветки визирного индекса, при этом частоты изменения яркости f_A и цвета f₀, а также количество цветов n подсветки выбирают, исходя из следующих соотношений:
f₀ n f_A и
1/n f_A≥
где T_и время инерции системы "глаз визирное устройство".

Изменение сигнала подсветки по яркости и цвету в процессе самого прицеливания облегчает наводчику обнаружение визирного индекса на пестрых фонах местности различных яркости и цвета. А изменение по какому либо периодическому закону облегчает наводчику слежение за визирным индексом (из-за адаптации). Изменение яркости сигнала подсветки от нуля до величины, превышающей яркость фона, и многократное изменение его цвета за это же время позволяют за один период изменения яркости отчетливо наблюдать и цель (когда его яркость превышает яркость фона и/или цели). Регулируя до начала процесса визирования (прицеливания) амплитуду и частоту изменения яркости и цвета визирного индекса (прицельной марки) и фона, а более точно при невысоком уровне яркости фона. В других случаях эффективность снижается. При существующем увеличении яркости фона за один период изменения яркости визирного индекса (прицельной марки) время видимого состояния визирного индекса (прицельной марки) значительно уменьшается, а время его (ее) отсутствия увеличивается. При продолжительном отсутствии визирного индекса (прицельной марки) операторы (особенно новички) теряют уверенность и в моменты его (ее) кратковременного появления просто не успевают своевременно корректировать его (ее) положение относительно цели. Стрельба в условиях помех (световых и пыле-дымовых), а также сложных (ярких и пестрых) фонов, особенно при увеличения времени визирования (при стрельбе управляемой ракетой на большие расстояния), усугубляет ситуацию. Кроме того, необходимость повышения яркости визирного индекса (прицельной марки) из-за повышенной яркости фона, ее периодическое изменение, а также подверженность электрической схемы подсветки внутренним помехам, особенно высокочастотным, имеющим место в системах электроснабжения боевых машин, приводят к тому, что изображение прицельной марки с повышением ее яркости расплывается, становится нечетким, а периодичность сигнала подсветки нарушается. Вместе с тем, в процессе продолжительного слежения прицельной маркой за целью (обычно при стрельбе управляемой ракетой) возможно многократное изменение (ухудшение) контраста между визирным индексом (прицельной маркой) и фоном, а оператор в ряде случаев (например, с момента пуска управляемой ракеты и до окончания процесса наведения), удерживая визирный индекс (прицельную марку) на цели, уже не может вмешаться в процесс подсветки с целью его коррекции. Поэтому сигнал подсветки помимо периодического изменения яркости и цвета подвергается дополнительно двойной фильтрации: вначале электрической, а затем оптической. При этом фильтрация (и электрическая, и оптическая) происходит на частоте изменения сигнала (с целью стабилизации периодичности сигнала подсветки).

Использование предлагаемого способа происходит следующим образом. Оператор, наблюдая через оптическую формирующую систему, обнаруживает объект визирования (цель) и как можно точнее совмещает его с визирным индексом (прицельной маркой), сформированным в блоке формирования визирного индекса (прицельной маркой). В современных прицельных устройствах визирный индекс нанесен на стеклянной пластинке (см. например, В.И.Котовский и др. "Курс вооружения танков", М. ВАБТВ, 1957, с. 340) в форме угольника, с вершиной которого и совмещается объект визирования при визировании. В ряде других прицельных устройств визирный индекс может быть сформирован электроннооптическим путем. В этом случае его изображение образуется на экране электронно-лучевой трубки (телевизионной трубки) и при помощи оптических преломляющих устройств вводится в поле зрения оператора (см. например, И.Н.Гуглин "Телевизионные игровые автоматы и тренажеры", М. "Радио и связь", 1982 г.). В современных прицелах изменение яркости можно получить путем изменения амплитуды напряжения (тока) подсветки. Для этого в цепь питания лампы подсветки достаточно включить регулируемое сопротивление и периодически изменять его сопротивление. Можно также для питания лампы подсветки использовать генератор стандартных сигналов (периодических). В этом случае изменения амплитуды сигнала подсветки визирного индекса (прицельной марки) будет происходить синфазно с изменением периодического сигнала. Электрическую фильтрацию сигнала подсветки визирного индекса (прицельной марки) для преобразования сигнала из электрической формы в оптическую. При этом фильтр настраивается на частоту изменения амплитуды сигнала подсветки прицельной марки. Благодаря этому из электрического сигнала исключаются высокочастотные составляющие, способствующие размыванию изображения визирного индекса (прицельной марки). Изменение цвета и оптическая фильтрация сигнала подсветки происходят путем его пропускания (уже в оптической форме) через блок светофильтров. При этом за один период (точнее за время видимого состояния визирного индекса) смена светофильтров происходит n раз. То есть частота изменения цвета сигнала (луча) подсветки определяется выражением: f₀ n f_A, где f₀ частота изменения цвета оптического сигнала подсветки визирного индекса, n количество цветов, выбранных для подсветки визирного индекса (прицельной марки), f₀ частота изменения амплитуды сигнала подсветки визирного индекса. При выборе цвета светофильтров и их количества следует исходить из преобладающих цветов фона и объектов визирования. Например, при темных фонах и объектах визирования (целях) цвет сигнала подсветки должен быть светлым (желтым, оранжевым и др. ), а при светлых наоборот. От правильного выбора зависит контраст визирного индекса и фона объекта визирования (цели). Кроме того, количество цветов (светофильтров), выбранных для подсветки, зависит от частоты изменения амплитуды сигнала подсветки прицельной марки. Чем выше частота, тем меньшим должно быть количество выбранных цветов, чтобы соблюдалось условие различимости цветов. Для выполнения этого условия численное значение количества цветов, выбранных для подсветки визирного индекса, и частота изменения амплитуды сигнала подсветки должны удовлетворять неравенству 1/nf_A≥T₄.

Предложенный способ позволяет получить положительный эффект, заключающийся в том, что существенно облегчено обнаружение визирного индекса на пестрых фонах различных яркости и цвета, так как изменение его цвета и яркости по какому-либо периодическому закону, например синусоидальному, облегчает наводчику слежение за ним (из-за адаптации). Повышена четкость изображения визирного индекса (прицельной марки и ее контраст с фоном (благодаря исключению из сигнала подсветки высокочастотных составляющих и его оптической фильтрации)).

Экспериментальная проверка эффективности предложенного способа визирования свидетельствует о существенном повышении точности визирования при стрельбе в сложных условиях (пестрых фон, переменная яркость цели и фона, большие дальности стрельбы управляемой ракетой и др.). Частость попадания при электронных стрельбах, полученная операторами с использованием предложенного способа, превысила на 15-20 частость попадания, полученную традиционными способами визирования в аналогичных условиях.

Использование: в различного рода визирных устройствах военной техники (оптических, телевизионных, тепловизионных и др. прицелах); в визирных устройствах лазерных дальнометров; в системах слежения за объектом визирования в телевидении, космической связи и др. Сущность изобретения: способ визирования отличается от известных тем, что периодически изменяют яркость и цвет подсветки визирного индекса, при этом частоты изменения яркости f_A и цвета f₀, а также количество цветов n подсветки выбирают, исходя из следующих соотношений: f₀ = n•f_A, 1/n f_A≥ T_и, где T_и - время инерции системы "глаз - визирное устройство".

Способ визирования, заключающийся в подсветке визирного индекса и совмещении его с изображением объекта визирования, отличающийся тем, что периодически изменяют яркость и цвет подсветки визирного индекса, при этом частоты изменения яркости f_А и цвета f₀, а также количество цветов n подсветки выбирают, исходя из следующих соотношений:
f₀ nf_А;
1/n f_А ≥ T_и,
где Т_и время инерции системы глаз визирное устройство.