УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБНАРУЖЕНИЯ ОПТОЭЛЕКТРОННЫХ ОБЪЕКТОВ Российский патент 1999 года по МПК G01S17/06 G01C3/08 

Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники и может быть использовано в качестве индикаторного устройства для обнаружения оптоэлектронных объектов при их попадании в поле зрения устройства.

Прототипом изобретения можно считать лазерную систему обнаружения оптоэлектронных объектов (ОЭО) (Заявка GB N 2256554 G 01 S 17/42 от 09.12.92 г.), содержащую частотно-импульсный лазер (ЧИЛ) с объективом и фото-приемное устройство (ФУ) с объективом, блок отображения информации, вход которого соединен с выходом блока памяти. Данная система позволяет обнаружить оптоэлектронные объекты в динамическом режиме наблюдения.

К недостаткам прототипа можно отнести:
- отсутствие определения истинных координат X, Y, Z оптоэлектронных объектов (определяются угловые координаты ОЭО с возрастающей ошибкой с увеличением дальности обнаружения. Так, при сканировании по горизонту с шагом 1^o на дальности 1000 м ошибка составляет более 17 м, что недостаточно для принятия оперативных мер по противодействию);
Целью изобретения является повышение эффективности обнаружения оптоэлектронных объектов.

Принципиально это достигается за счет:
- введения дополнительно второй лазерной системы обнаружения оптоэлектронных объектов, разнесенной относительно первой на базовое расстояние B (фиг. 1) и расположенной в той же плоскости;
- введения дополнительно блока вычисления истинных координат ОЭО (БВК), первый и второй входы которого соединены с выходом первой и второй лазерных систем обнаружения оптоэлектронных объектов; блока памяти, первый вход которого соединен с выходом блока вычисления истинных координат ОЭО; блока отображения информации, вход которого соединен с выходом блока памяти; блок выборки обнаруженных объектов, выход которого соединен со вторым входом блока памяти; блок вычисления текущих координат (БВТК), выход которого соединен с третьим входом блока памяти;
- использования специализированного программного продукта и Note book.

Сущность предлагаемого изобретения поясняется чертежом (фиг. 1), где цифрами обозначено:
1,2 - соответственно первая и вторая лазерные системы обнаружения оптоэлектронных объектов;
3 - блок вычисления истинных координат ОЭО (БВК);
4 - блок памяти (БП);
5 - блок отображения информации;
6 - блок выборки обнаруженных объектов;
7 - блок вычисления текущих координат (БВТК);
8 - специализированный программный продукт.

Сравнение с прототипом показывает, что заявляемое устройство отличается наличием новых блоков и их связями между собой. Таким образом, заявляемое устройство соответствует критерию "новизна".

Сравнение заявляемого решения с другими техническими решениями показывает, что перечисленные элементы, используемые в блоках, являются известными, однако их введение в указанной связи с остальными элементами приводит к повышению точности определения координат оптических приборов наведения. Это подтверждает соответствие технического решения критерию "существенные отличия".

На фиг. 1 представлена структурная схема устройства.

Устройство работает следующим образом.

В заданной подвижной системе координат XYZ (фиг. 1) лазерные системы обнаружения ОЭО 1, 2, разнесенные друг относительно друга на базовое расстояние B, обнаруживают l-й оптоэлектронный объект с координатами XlT

, YlT, ZlT, l = 1, 2,... При этом определяются угловые координаты α_l и β_l вращающихся платформ и угловые координаты ξ_l шарниров обеих лазерных систем, значения которых подаются в блок вычисления истинных координат (БВК) 3, где производится вычисление XlT, YlT, ZlT по следующим формулам:


ZlT = h ± (XlT)²+(YlT)²tgξ,
где h - высота установки лазерных систем 1, 2; знак (+) - если ξ_l > 0;
(-) - если ξ_l < 0.
Вычисленные значения текущих координат l-го ОЭО записываются в блок памяти 4 и отображаются на электронной карте заданного района анализа в местной системе координат в блоке отображения информации 5, в качестве которого может быть использован экран персонального компьютера Note book.

В блоке памяти 4 также хранятся данные электронных карт местности, которые отображаются на экране в зависимости от местоположения лазерных систем обнаружения 1, 2. Для этого в устройство введен блок вычисления текущих координат (БВТК) 7, представляющий собой обычный навигационный GPS-приемник (например, серии GARMIN), который выдает в реальном масштабе времени текущие географические координаты подвижного объекта. Эти координаты также записываются в блок памяти 4. Использование специализированного программного продукта 8 позволяет, во-первых, осуществить эту запись, а во-вторых, выбрать необходимый лист электронной карты с перевычислением географических координат подвижных лазерных систем в систему местных координат, в результате чего в блоке отображения информации 5 будет находиться текущая информация о подвижном объекте и информация о всех обнаруженных ОЭО.

Также программно решается вопрос выбора конкретного ОЭО. Это осуществляется блоком выборки обнаруженных ОЭО 6.

Таким образом, на экране компьютера в реальном масштабе времени будут отображаться топографическая карта местности, представленная в электронном виде, в центре которой отображается информация в виде подвижной точки, имитирующей подвижную лазерную систему обнаружения, а также все обнаруженные ОЭО, которые находились в пределах обнаружения. При перемещении лазерных систем происходит скролинг карты местности с зафиксированными точками обнаруженных ОЭО. В случае необходимости данные о координатах каждого ОЭО могут быть выведены на экран (блок 5) с помощью блока 6.

Работа блока (БВК) 3 (фиг. 2)
Блок вычисления истинных координат 3 реализует вычисление функций (1). Эти преобразования осуществляются в арифметическо-логических устройствах (АЛУ) 9, 10 (для примера, могут быть использованы АЛУ типа K155ИП3, K561ИП3), выходы которых подаются в блок памяти 4. Базовое расстояние B и высота установки h лазерных систем являются величинами постоянными и также подаются на входы АЛУ 9, 10.

Устройство используется в качестве индикаторного устройства для обнаружения оптoэлектронных объектов при их попадании в поле зрения устройства. Устройство содержит две лазерных системы обнаружения оптоэлектронных объектов (ОЭО), содержащих частотно-импульсный лазер (ЧИЛ) с объективом и фотоприемное устройство (ФУ) с объективом, закрепленных на вращающихся вокруг вертикальной оси платформах с возможностью колебательно-вращательного движения ЧИЛ и ФУ, счетчик импульсов излучения ЧИЛ, датчик углового положения ФУ и ЧИЛ, блок определения угловых координат ОЭО и блок вычисления истинных координат ОЭО, первый и второй входы которого соединены с выходом первой и второй лазерных систем обнаружения оптоэлектронных объектов, блок памяти, первый вход которого соединен с выходом блока вычисления истинных координат ОЭО, блок отображения информации, вход которого соединен с выходом блока памяти, блок выборки обнаруженных объектов, выход которого соединен со вторым входом блока памяти, блок вычисления текущих координат (БВТК), выход которого соединен с третьим входом блока памяти. Лазерные системы расположены в одной плоскости. Повышена эффективность обнаружения оптоэлектронных объектов в динамическом режиме наблюдения. 2 ил.

Устройство для обнаружения оптоэлектронных объектов (ОЭО), содержащее лазерную систему обнаружения ОЭО, включающую частотно-импульсный лазер (ЧИЛ) с объективом и фотоприемное устройство (ФУ) с объективом, и блок отображения информации, вход которого соединен с выходом блока памяти, отличающееся тем, что введены вторая лазерная система обнаружения ОЭО, разнесенная относительно первой на базовое расстояние и расположенная в той же плоскости, блок вычисления истинных координат ОЭО, первый и второй входы которого соединены с выходами первой и второй лазерных систем обнаружения ОЭО, блок выборки обнаруженных объектов, выход которого соединен с вторым входом блока памяти, первый вход которого соединен с выходом блока вычисления истинных координат ОЭО, и блок вычисления текущих координат, выход которого соединен с третьим входом блока памяти, при этом в каждую лазерную систему обнаружения ОЭО, закрепленную на вращающейся платформе с возможностью ее колебательно-вращательного движения, введены счетчик импульсов излучения ЧИЛ, датчик углового положения ФУ и ЧИЛ и блок определения угловых координат ОЭО.