Способ поиска оптических и оптико-электронных приборов Российский патент 2019 года по МПК G01S17/06 G01S3/78 G01S5/16 

Изобретение относится к области оптической локационной техники и может быть использовано для дистанционного обнаружения и измерения координат оптических и оптико-электронных приборов различного типа и назначения.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ (прототип) обнаружения оптических и оптико-электронных приборов (ООЭП) (см., например, Белкин Н.Д., Демкин В.К., Печерский Е.А., Пшеничников С.М. Патент на изобретение №22155357, G01S 5/12. Способ обнаружения оптических и оптико-электронных приборов. М.: Роспатент, опубл. 27.08.2000), основанный на облучении зоны предполагаемого расположения ООЭП оптическим излучением, приеме отраженного излучения, формировании сигнала пропорционального разности интенсивностей отраженного излучения в n-м и n-1-м шагах обзора, пропорционального разности интенсивностей отраженного излучения в n+1-м и n-м шагах обзора, по наличию которых судят о наличии оптико-электронного прибора. Недостатком способа является необходимость размещения большого количества средств обнаружения ООЭП, обеспечивающих поиск и обнаружения пространственно разнесенных ООЭП. Этот недостаток обуславливается ограниченным сектором просмотра средств обнаружения ООЭП зоны их возможного размещения, а также взаимной ориентацией полей зрения. Еще одним недостатком способа является отсутствие оценки координат местоположения ООЭП.

Техническим результатом, на достижение которого направлено предлагаемое изобретение, является расширение зоны поиска и обнаружения ООЭП одним средством поиска ООЭП и обеспечение оценки координат их местоположения.

Технический результат достигается тем, что в известном способе поиска ООЭП, основанный на облучении зоны предполагаемого расположения ООЭП оптическим излучением, приеме отраженного излучения, используют дистанционно пилотируемый летательный аппарат (ДПЛА) с установленными на борту оптико-электронными передающим и приемным устройствами, радионавигационным приемником и блоком передачи данных, разбивают зону поиска ООЭП на N секторов и формируют маршрут полета ДПЛА, запускают ДПЛА и управляют траекторией его полета по заданному маршруту, осуществляют периодическую поочередную съемку без облучения и с облучением оптическим излучением «-го сектора поиска ООЭП, где - номер сектора поиска ООЭП, при каждой съемке n-го сектора поиска ООЭП формируют изображение и запоминают его параметры, вычитают параметры in-го изображения, полученные без облучения n-го сектора поиска ООЭП из параметров jn-го изображения, полученных при облучении n-го сектора поиска ООЭП, где - номер изображения, полученного без облучения оптическим излучением n-го сектора поиска ООЭП, где j=1,1 - номер изображения, полученного при облучении оптическим излучением n-го сектора поиска ООЭП, - общее количество пар изображений, полученных без облучения и при облучении оптическим излучением n-го сектора поиска ООЭП, и формируют разностное ijn-е изображение ООЭП, параметры которого сравнивают с эталонными значениями параметров отраженных сигналов от ООЭП, при совпадении значений сравниваемых параметров определяют и запоминают kn-е координаты ДПЛА и относительно их kn-е пеленгационные углы ООЭП в n-ом секторе поиска ООЭП, где - номера координат ДПЛА и углов пеленгов, измеренных при совпадении параметров ijn-го разностного изображения ООЭП с эталонными с параметрами отраженных сигналов от ООЭП, при завершении просмотра n-го сектора поиска ООЭП определяют координаты местоположения ООЭП по координатам точки пересечения линий kn-х пеленгов ООЭП относительно kn-х координат местоположения ДПЛА в процессе его полета и повторяют процедуры поиска ООЭП для n+1-го сектора поиска, передают значения измеренных координат местоположения ООЭП на пункт управления ДПЛА.

Сущность изобретения заключается в использовании ДПЛА с установленными на борту оптико-электронными передающим и приемным устройствами, радионавигационным приемником и блоком передачи данных, осуществляющими полет по заданному маршруту для поиска ООЭП по секторам в определенной зоне. Осуществляют периодическую поочередную съемку без облучения и с облучением оптическим излучением секторов поиска ООЭП и корреляционную обработку получаемых изображений, на основе которой обнаруживают и определяют координаты размещения ООЭП относительно координат местоположения ДПЛА в процессе полета.

На фигуре 1 представлена схема, поясняющая способ, где: 1, 2 - ООЭП; 3 - ДПЛА с установленными на борту оптико-электронными передающим и приемным устройствами, радионавигационным приемником и блоком передачи данных; 4, 5 - сектор поиска ООЭП; 6, 7 - линии пеленгов ООЭП; 8 - маршрут полета ДПЛА; 9 - изображение, полученное без облучения текущего сектора поиска ООЭП; 10 - изображение, полученное при облучении текущего сектора поиска ООЭП; 11 - разностное изображение; 12 - зона поиска ООЭП. При необходимости осуществления поиска ООЭП 1, 2 в зоне 12 их возможного размещения ее делят на секторы 4, 5. При этом размеры и количество секторов 4, 5 определяется характеристиками полей зрения оптико-электронных передающего и приемного устройств, размерами зоны и расстоянием ее наблюдения, а также на основе пространственных характеристик секторов 4, 5 поиска ООЭП и 1, 2 формируют маршрут полета ДПЛА 8. Запускают ДПЛА 3 и управляют его полетом по заданному маршруту 8. На начальном этапе поиска ООЭП 1, 2 в зоне 12 осуществляют периодическую поочередную съемку без облучения и с облучением оптическим излучением первого сектора поиска ООЭП 4. При этом каждый раз формируют изображения 9, 10 и запоминают их параметры. Вычитают параметры изображения 9, полученные без облучения сектора поиска ООЭП 4 из параметров 10 изображения, полученных при облучении сектора поиска ООЭП 4, при каждой парной съемке и формируют разностное изображение 11, параметры которого сравнивают с эталонными значениями параметров отраженных сигналов от ООЭП. При совпадении значений сравниваемых параметров определяют и запоминают координаты текущего местоположения ДПЛА 3 (х₃₁, у₃₁), (х₃₂, у₃₂) и относительно их пеленгационные углы ООЭП 6 (θ₁, θ₂) в секторе поиска 4. При завершении просмотра сектора поиска ООЭП 4 определяют координаты местоположения ООЭП 1 (х₁, у₁) по координатам точки пересечения линий их пеленгов 6 (θ₁, θ₂) относительно координат местоположения ДПЛА в процессе его полета (х₃₁, y₃₁), (х₃₂, y₃₂). Повторяют аналогичные процедуры поиска ООЭП для следующего сектора поиска 5, включающие: периодическую поочередную съемку без облучения и с облучением оптическим излучением сектора ООЭП 5, корреляционную обработку текущих изображений 9, 10 и 11, определении координат текущего местоположения ДПЛА 3 (х₃₃, у₃₃), (х₃₄, y₃₄) и пеленгационных углов ООЭП 7 (θ₃, θ₄) и на их основе координат местоположения ООЭП 2 (х₂, у₂). Значения измеренных координат местоположения ООЭП (x₁, y₁), (х₂, y₂) передают потребителю, например, на пункт управления ДПЛА.

На фигуре 2 представлена блок-схема устройства, с помощью которого может быть реализован предлагаемый способ. Блок-схема устройства содержит: выносной блок управления ДПЛА 13, оптико-электронное передающее устройство 15, оптико-электронное приемное устройство 16, радионавигационный приемник 14, блок синхронизации, обработки и управления 17 и блок передачи данных 18, остальные обозначения соответствуют фигуре 2. Все бортовые устройства и блоки связаны линиями передачи данных.

Устройство функционирует следующим образом. Запускают ДПЛА 3 и управляют через блок передачи данных 18 с помощью выносного блока управления ДПЛА 13 траекторией его полета. По маршруту полета ДПЛА 3 ориентируют поля зрения оптико-электронных передающего и приемного устройств 15, 16 в текущий сектор поиска ООЭП. Оптико-электронное приемное устройство 16 по сигналу управления блока синхронизации, обработки и управления 17 осуществляет съемку текущего сектора поиска ООЭП и формирует его изображение, параметры которого передает в блок синхронизации, обработки и управления 17. Блок синхронизации, обработки и управления 17 запоминает параметры изображения, вырабатывает и передает сигналы управления в оптико-электронное передающее устройство 15 и оптико-электронное приемное устройство 16. Оптико-электронное передающее устройство 15 излучает оптический сигнал в направлении текущего сектора поиска ООЭП, а оптико-электронное приемное устройство повторно осуществляет его съемку и формирует изображение, параметры которого передает в блок синхронизации, обработки и управления 17. Блок синхронизации, обработки и управления 17 вычитает из параметров изображения с подсветом сектора поиска ООЭП запомненные параметры предыдущего изображения, результат сравнивает с эталонными значениями параметров отраженных сигналов от ООЭП и в случае их совпадения определяет угловые координаты ООЭП текущего сектора поиска и вырабатывает сигналы радионавигационному приемнику 14, который определяет текущие координаты своего местоположения и передает их значения в блок синхронизации, обработки и управления 17. Далее блок синхронизации, обработки и управления 17 повторяет перечисленный цикл для последующего этапа просмотра текущего сектора поиска ООЭП в процессе полета ДПЛА 3. По окончании поиска ООЭП в текущем секторе блок синхронизации, обработки и управления 17 определяет координаты ООЭП, формирует пакет данных координат ООЭП и передает его с помощью блока передачи данных 18 в выносной блок управления БПЛА 13. Далее осуществляется процедура поиска последующего сектора поиска ООЭП по маршруту полета ДПЛА 3.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет за счет использования ДПЛА с установленными на борту элементами оптической локации, радионавигационного обеспечения и информационного обмена, осуществляющего полет по заданному маршруту для поиска ООЭП по секторам в определенной зоне с периодической поочередной съемкой без облучения и с облучением оптическим излучением секторов поиска ООЭП и корреляционной обработкой получаемых изображений, на основе которой обнаруживают и оценивают координаты размещения ООЭП относительно местоположения ДПЛА, позволяет расширить зону поиска и обнаружения ООЭП одним средством поиска ООЭП и обеспечить оценку их координат местоположения. Тем самым предлагаемый авторами способ устраняет недостатки прототипа.

Предлагаемое техническое решение является новым, поскольку из общедоступных сведений неизвестен способ поиска оптических и оптико-электронных приборов, основанный на облучении зоны предполагаемого расположения ООЭП оптическим излучением, приеме отраженного излучения, использовании ДПЛА с установленными на борту оптико-электронными передающим и приемным устройствами, радионавигационным приемником и блоком передачи данных, разбитии зоны поиска ООЭП на N секторов и формировании маршрута полета ДПЛА, запуске ДПЛА и управлении траекторией его полета по заданному маршруту, осуществлении периодической поочередной съемки без облучения и с облучением оптическим излучением n-го сектора поиска ООЭП, где - номер сектора поиска ООЭП, формировании при каждой съемке n-го сектора поиска ООЭП изображения и запоминании его параметров, вычитании параметров in-го изображения, полученных без облучения n-го сектора поиска ООЭП из параметров jn-го изображения, полученных при облучении n-го сектора поиска ООЭП, где - номер изображения, полученного без облучения оптическим излучением n-го сектора поиска ООЭП, где - номер изображения, полученного при облучении оптическим излучением n-го сектора поиска ООЭП, j=i, I - общее количество пар изображений, полученных без облучения и при облучении оптическим излучением n-го сектора поиска ООЭП и формировании разностного ijn-го изображения ООЭП, сравнении параметров разностного ijn-го изображения ООЭП с эталонными значениями параметров отраженных сигналов от ООЭП, определении и запоминании при совпадении значений сравниваемых параметров kn-х координат ДПЛА и относительно их kn-х пеленгационных углов ООЭП в n-м секторе поиска ООЭП, где - номера координат ДПЛА и углов пеленгов, измеренных при совпадении параметров ijn-го разностного изображения ООЭП с эталонными с параметрами отраженных сигналов от ООЭП, определении при завершении просмотра n-го сектора поиска ООЭП координат местоположения ООЭП по координатам точки пересечения линий kn-х пеленгов ООЭП относительно kn-х координат местоположения ДПЛА в процессе его полета и повторении процедуры поиска ООЭП для n+1-го сектора поиска, передаче значений измеренных координат местоположения ООЭП на пункт управления ДПЛА.

Предлагаемое техническое решение практически применимо, так как для его реализации могут быть использованы типовые оптико-электронные и электротехнические узлы и устройства. В качестве оптико-электронного передающего устройства могут быть использованы источники оптического излучения, как газоразрядные лампы или матрицы полупроводниковых лазеров. Для приемного канала могут быть использованы камеры матричного типа с внешней синхронизацией режимов работы. Обработка изображений может быть реализована на основе котроллеров с алгоритмами корреляционной обработки базы данных.

Способ поиска оптических и оптико-электронных приборов основан на использовании дистанционно пилотируемого аппарата, который осуществляет сканирование зоны поиска по определенной траектории. При сканировании получают изображение зоны поиска как с облучением ее оптическим излучением и без облучения. Вычитают из изображения с облучением изображение без облучения. Параметры разностного изображения сравнивают с эталонными значениями параметров отраженных сигналов. При совпадении параметров запоминают координаты летательного аппарата и относительно них пеленгационные углы. Координаты искомого прибора определяют как пересечение пеленгов. Технический результат заключается в расширении зоны поиска и обнаружении оптических и оптико-электронных приборов одним средством и обеспечение оценки координат их местоположения. 2 ил.

Способ поиска оптических и оптико-электронных приборов, основанный на облучении зоны предполагаемого расположения оптических и оптико-электронных приборов оптическим излучением, приеме отраженного излучения, отличающийся тем, что используют дистанционно пилотируемый летательный аппарат с установленными на борту оптико-электронными передающим и приемным устройствами, радионавигационным приемником и блоком передачи данных, разбивают зону поиска оптических и оптико-электронных приборов на N секторов и формируют маршрут полета дистанционно пилотируемого летательного аппарата, запускают дистанционно пилотируемый летательный аппарат и управляют траекторией его полета по заданному маршруту, осуществляют периодическую поочередную съемку без облучения и с облучением оптическим излучением n-го сектора поиска оптических и оптико-электронных приборов, где - номер сектора поиска оптических и оптико-электронных приборов, при каждой съемке n-го сектора поиска оптических и оптико-электронных приборов формируют изображение и запоминают его параметры, вычитают параметры in-го изображения, полученные без облучения n-го сектора поиска оптических и оптико-электронных приборов из параметров jn-го изображения, полученных при облучении n-го сектора поиска оптических и оптико-электронных приборов, где - номер изображения, полученного без облучения оптическим излучением n-го сектора поиска оптических и оптико-электронных приборов, где - номер изображения, полученного при облучении оптическим излучением n-го сектора поиска оптических и оптико-электронных приборов, j=i, I - общее количество пар изображений, полученных без облучения и при облучении оптическим излучением n-го сектора поиска оптических и оптико-электронных и формируют разностное ijn-е изображения оптических и оптико-электронных приборов, параметры которого сравнивают с эталонными значениями параметров отраженных сигналов от оптических и оптико-электронных приборов, при совпадении значений сравниваемых параметров определяют и запоминают kn-е координаты местоположения дистанционного пилотируемого летательного аппарата и относительно их kn-е пеленгационные углы оптических и оптико-электронных приборов в n-м секторе поиска оптических и оптико-электронных приборов, где - номера координат дистанционного пилотируемого летательного аппарата и углов пеленгов, измеренных при совпадении параметров ijn-го разностного изображения оптических и оптико-электронных приборов с эталонными с параметрами отраженных сигналов от оптических и оптико-электронных приборов, при завершении просмотра n-го сектора поиска оптических и оптико-электронных приборов определяют координаты местоположения оптических и оптико-электронных приборов по координатам точки пересечения линий kn-х пеленгов оптических и оптико-электронных приборов относительно kn-х координат местоположения дистанционно пилотируемого аппарата в процессе его полета и повторяют процедуры поиска оптических и оптико-электронных приборов для n+1-го сектора поиска, передают значения измеренных координат местоположения оптических и оптико-электронных приборов на пункт управления дистанционно пилотируемого летательного аппарата.