УСТРОЙСТВО ОПРЕДЕЛЕНИЯ МОМЕНТА ВЗРЫВА БОЕВОГО СНАРЯЖЕНИЯ Российский патент 2017 года по МПК G03B39/00 

Изобретение относится к области испытательной и измерительной техники и может быть использовано в системах определения момента взрыва или подрыва боевого снаряжения, в том числе военном деле, оптической локации и системах видеорегистрации.

Известно устройство видеонаблюдения за подрывом боевого снаряда (см. патент RU 2324214, МПК G05D 1/12, G05D 25/08), содержащее устройство видеонаблюдения - видеокамеру, накопитель видеоинформации, матрицу инфракрасных фотоприемников, блоки обработки информации, мультиплексор, блок формирования синхросигналов. Данное устройство принято за прототип. В известном устройстве обеспечивается возможность повышения точности регистрации момента подрыва боевого заряда при сохранении режима длительной регистрации. Однако обнаружительная способность при солнечной засветке, частота регистрации фрагментов изображения и длительность сеанса записи в таком устройстве остается достаточно низкой.

Технический результат состоит в повышении обнаружительной способности при солнечной засветке с учетом полос пропускания атмосферы, повышении частоты регистрации фрагментов изображения и длительности сеанса записи.

Для достижения указанного технического результата устройство определения момента взрыва боевого снаряжения, включающее устройство видеонаблюдения, первый и второй блоки обработки, накопитель видеоинформации, блок формирования синхросигналов, введены два узкоугольных ик-объектива, два одноэлементных фотодиода с увеличенной площадью фоточувствительной поверхности разного спектрального диапазона, два усилителя сигналов, два конвертера интерфейсов, представляющие собой приемопередатчик для работы с оптическими линиями связи, два аналого-цифровых преобразователя, в качестве накопителя введен многоканальный регистратор, содержащий от одного до четырех накопителей, например, SSD, в качестве устройства видеонаблюдения введена многоканальная камера телевизионная скоростная с объективом, при этом устройство имеет два параллельных канала, каждый из которых состоит из узкоугольного ик-объектива и одноэлементного фотодиода, объединенных одним корпусом, выход которого соединен с электронным блоком, включающим последовательно соединенные усилитель сигналов, аналого-цифровой преобразователь, блок обработки, первый вход/выход которого соединен с первым вход/выходом конвертера интерфейсов, причем первый и второй вход/выходы многоканальной камеры телевизионной соединены со вторыми вход/выходами блоков обработки, оба параллельных канала через конвертеры интерфейсов соединены соответственно с первым и вторым вход/выходами многоканального регистратора, третий вход/выход многоканального регистратора соединен с третьим вход/выходом многоканальной камеры телевизионной, а четвертый вход - с выходом блока формирования синхросигналов.

В качестве одноэлементных фотодиодов с увеличенной площадью фоточувствительной поверхности разного спектрального диапазона могут быть использованы инфракрасные термоохлаждаемые фотодиоды.

По второму варианту устройство определения момента взрыва или подрыва боевого снаряжения, включающее устройство видеонаблюдения, первый и второй блоки обработки, накопитель видеоинформации, блок формирования синхросигналов, - введены два узкоугольных ик-объектива, два одноэлементных фотодиода с увеличенной площадью фоточувствительной поверхности разного спектрального диапазона, два усилителя сигналов, два конвертера интерфейсов, представляющие собой приемопередатчик для работы с оптическими линиями связи, два аналого-цифровых преобразователя, в качестве накопителя введен многоканальный регистратор, содержащий от одного до четырех накопителей, например, SSD, в качестве устройства видеонаблюдения введена многоканальная камера телевизионная скоростная с объективом, при этом устройство имеет два параллельных канала, каждый из которых состоит из узкоугольного ик-объектива, выход которого соединен с электронным блоком, включающим последовательно соединенные одноэлементный фотодиод, усилитель сигналов, аналого-цифровой преобразователь, блок обработки, первый вход/выход которого соединен с первым входом/выходом конвертера интерфейсов, причем первый и второй вход/выходы многоканальной камеры телевизионной, соединены со вторыми вход/выходами блоков обработки, оба параллельных канала через конвертеры интерфейсов соединены соответственно с первым и вторым вход/выходами многоканального регистратора, третий вход/выход многоканального регистратора соединен с третьим вход/выходом многоканальной камеры телевизионной, а четвертый вход - с выходом блока формирования синхросигналов.

По второму варианту в качестве одноэлементных фотодиодов с увеличенной площадью фоточувствительной поверхности разного спектрального диапазона могут быть использованы инфракрасные термоохлаждаемые фотодиоды.

На фиг. 1 приведена функциональная схема заявленного устройства определения момента взрыва боевого снаряжения по первому варианту, на фиг. 2 - по второму варианту.

Устройство определения момента взрыва или подрыва боевого снаряжения содержит два параллельных канала, каждый из которых включает соответственно узкоугольный ик-объектив 1, 1₁ и одноэлементный фотодиод 2, 2₁ с увеличенной площадью фоточувствительной поверхности первого (второго) спектрального диапазона, объединенных (по первому варианту) одним корпусом A, A₁ соответственно, выход которого соединен с электронным блоком I, II, включающим последовательно соединенные усилитель 3, 3₁ сигнала, аналого-цифровой преобразователь 4, 4₁, блок обработки 5, 5₁, первый вход/выход которого соединен с первым входом/выходом конвертера интерфейсов 6, 6₁.

По второму варианту (фиг. 2) устройство определения момента взрыва или подрыва боевого снаряжения содержит два параллельных канала, каждый из которых включает соответственно узкоугольный ик-объектив 1, 1_1, выход которого соединен с электронным блоком I, II соответственно, куда входят последовательно соединенные одноэлементный фотодиод 2, 2₁ с увеличенной площадью фоточувствительной поверхности первого и второго, соответственно, спектрального диапазона, усилитель 3, 3₁ сигнала, аналого-цифровой преобразователь 4, 4₁, блок обработки 5, 5₁, первый вход/выход которого соединен с первым входом/выходом конвертера интерфейсов 6, 6_1.

Устройство содержит два одноэлементных фотодиода 2, 2₁ различных спектральных диапазонов для повышения обнаружительной способности при солнечной засветке.

В качестве накопителя введен многоканальный регистратор 7, содержащий от одного до четырех накопителей, например, SSD. В качестве устройства видеонаблюдения введена многоканальная камера телевизионная 9 скоростная с объективом, первый и второй вход/выходы которой соединены со вторыми вход/выходами блоков обработки 5, 5₁. Оба параллельных канала через конвертеры интерфейсов 6, 6₁ соединены соответственно с первым и вторым вход/выходами многоканального регистратора 7. Третий вход/выход многоканального регистратора 7 соединен с третьим вход/выходом многоканальной камеры телевизионной 9, четвертый вход многоканального регистратора 7 соединен с выходом блока формирования синхросигналов 8.

Для обеспечения высокого быстродействия в качестве одноэлементных фотодиодов первого и второго спектрального диапазона могут использоваться инфракрасные термоохлаждаемые фотодиоды с быстродействием порядка 20 нс.

Предлагаемое устройство определения момента взрыва боевого снаряжения обеспечивает возможность определения времени подрыва боевого заряда на интервале времени между двумя последовательными кадрами видеоизображения, формируемыми многоканальной камерой телевизионной 9 высокого разрешения, что позволяет повысить точность регистрации момента подрыва боевого заряда при сохранении режима длительной регистрации.

Устройство определения момента взрыва боевого снаряжения работает следующим образом.

Цифровой видеосигнал с многоканальной камеры телевизионной 9 скоростной с объективом поступает на вход многоканального регистратора 7. В качестве среды распространения цифрового видеосигнала (ЦВС) выступает волоконно-оптическая линия связи (ВОЛС). В качестве протокола передачи ЦВС может быть использован протокол стандарта FibreChannel. Для работы с ВОЛС введен конвертер интерфейсов 6, 6₁. Конвертер интерфейсов представляет собой приемопередатчик для работы с оптическими линиями связи. Данное введение дает положительный эффект, заключающийся в том, что при использовании многомодового приемопередатчика расстояния для передачи данных достигают 300 метров. При использовании одномодового - до 10 км.

В регистраторе 7 цифровой видеосигнал регистрируется на накопители. Для обеспечения скоростной регистрации могут быть использованы SSD накопители в количестве от одного до четырех штук. Для записи на SSD накопители используется интерфейс SATA.

Блок формирования синхросигналов 8 формирует секундные импульсы и код времени, которые подаются на многоканальный регистратор 7. Синхросигналы и другая служебная информация поступают по одному каналу и на одно устройство - регистратор 7, и уже с него передаются далее на электронные блоки I и II или многоканальную камеру телевизионную 9 высокоскоростную. Положительный эффект заключается в уменьшении числа линий связи. Для первого и второго конвертера интерфейсов 6, 6₁ регистратор формирует частоту опроса, например, 10 кГц. Привязка видеоданных к синхронизирующим сигналам осуществляется в первом, втором конвертерах интерфейсов и в многоканальной камере телевизионной 9 высокоскоростной с объективом.

Частота опроса, формируемая многоканальным регистратором 7 для первого и второго конвертера интерфейсов и передаваемая далее через первый, второй блок обработки к аналого-цифровым преобразователям, задает частоту оцифровки аналоговой информации, поступающей с фотодиодов первого и второго спектрального диапазона.

Поступающая информация о движении, взрыве или подрыве боевого снаряжения снаряда или ракеты фиксируется на регистратор 7. Многоканальный регистратор 7 содержит от одного до четырех накопителей, используемых для фиксации видеоданных и служебной информации. При необходимости считывания данных с регистратора, он может быть подключен к считывающему устройству, например, компьютеру.

Точность определения момента взрыва или подрыва боевого снаряжения повышается за счет обработки информации, поступившей с фотодиода 2 первого спектрального и фотодиода 2₁ второго спектрального диапазона. При этом, используя оптимальный фильтр, реализованный в первом и втором блоках обработки 5, 5₁, формируются управляющие сигналы для многоканальной камеры телевизионной 9 скоростной с объективом. При получении управляющего входного сигнала многоканальная камера телевизионная скоростная с объективом переходит в скоростной режим съемки, что позволяет зафиксировать момент взрыва или подрыва боевого снаряжения значительно точнее. В штатном режиме данная камера работает с кадровой частотой, например, 500 Гц. При переходе в скоростной режим съемки кадровая частота может достигать 100 кГц. При этом повышается точность регистрации момента взрыва с подробной фиксацией самого момента при сохранении режима длительной регистрации.

Изобретение относится к области испытательной и измерительной техники и может быть использовано в системах определения момента взрыва или подрыва боевого снаряжения. Устройство содержит многоканальный регистратор, блок формирования синхросигналов, многоканальную скоростную телевизионную камеру с объективом и два параллельных канала, каждый из которых состоит из узкоугольного ик-объектива, одноэлементного фотодиода с увеличенной площадью фоточувствительной поверхности спектрального диапазона, усилителя сигнала, аналого-цифрового преобразователя, блока обработки и конвертера интерфейсов. Достигается повышение обнаруживающей способности при солнечной засветке с учетом полос пропускания атмосферы и частоты регистрации фрагментов изображения. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Устройство определения момента взрыва боевого снаряжения, включающее устройство видеонаблюдения, первый и второй блоки обработки, накопитель видеоинформации, блок формирования синхросигналов, отличающееся тем, что введены два узкоугольных ик-объектива, два одноэлементных фотодиода с увеличенной площадью фоточувствительной поверхности разного спектрального диапазона, два усилителя сигналов, два конвертера интерфейсов, представляющие собой приемопередатчик для работы с оптическими линиями связи, два аналого-цифровых преобразователя, в качестве накопителя введен многоканальный регистратор, содержащий от одного до четырех накопителей, например, SSD, в качестве устройства видеонаблюдения введена многоканальная камера телевизионная скоростная с объективом, при этом устройство имеет два параллельных канала, каждый из которых состоит из узкоугольного ик-объектива и одноэлементного фотодиода, объединенных одним корпусом, выход которого соединен с электронным блоком, включающим последовательно соединенные усилитель сигналов, аналого-цифровой преобразователь, блок обработки, первый вход/выход которого соединен с первым вход/выходом конвертера интерфейсов, причем первый и второй вход/выходы многоканальной камеры телевизионной соединены со вторыми вход/выходами блоков обработки, оба параллельных канала через конвертеры интерфейсов соединены соответственно с первым и вторым вход/выходами многоканального регистратора, третий вход/выход многоканального регистратора соединен с третьим вход/выходом многоканальной камеры телевизионной, а четвертый вход - с выходом блока формирования синхросигналов.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что в качестве одноэлементных фотодиодов с увеличенной площадью фоточувствительной поверхности разного спектрального диапазона использованы инфракрасные термоохлаждаемые фотодиоды.

3. Устройство определения момента взрыва или подрыва боевого снаряжения, включающее устройство видеонаблюдения, первый и второй блоки обработки, накопитель видеоинформации, блок формирования синхросигналов, отличающееся тем, что введены два узкоугольных ик-объектива, два одноэлементных фотодиода с увеличенной площадью фоточувствительной поверхности разного спектрального диапазона; два усилителя сигналов, два конвертера интерфейсов, представляющие собой приемопередатчик для работы с оптическими линиями связи, два аналого-цифровых преобразователя, в качестве накопителя введен многоканальный регистратор, содержащий от одного до четырех накопителей, например, SSD, в качестве устройства видеонаблюдения введена многоканальная камера телевизионная скоростная с объективом, при этом устройство имеет два параллельных канала, каждый из которых состоит из узкоугольного ик-объектива, выход которого соединен с электронным блоком, включающим последовательно соединенные одноэлементный фотодиод, усилитель сигналов, аналого-цифровой преобразователь, блок обработки, первый вход/выход которого соединен с первым входом/выходом конвертера интерфейсов, причем первый и второй вход/выходы многоканальной камеры телевизионной соединены со вторыми вход/выходами блоков обработки, оба параллельных канала через конвертеры интерфейсов соединены соответственно с первым и вторым вход/выходами многоканального регистратора, третий вход/выход многоканального регистратора соединен с третьим вход/выходом многоканальной камеры телевизионной, а четвертый вход - с выходом блока формирования синхросигналов.

4. Устройство по п. 3, отличающееся тем, что в качестве одноэлементных фотодиодов с увеличенной площадью фоточувствительной поверхности разного спектрального диапазона использованы инфракрасные термоохлаждаемые фотодиоды.