Конструкция устройств для приема, обработки, сохранения, передачи и воспроизведения информации, изображения из космического пространства Российский патент 2022 года по МПК B64G1/10 G03B37/04 E04H3/22 A63G31/00 A63J99/00 

Изобретение относится к области космонавтики и электронной техники. Представлена конструкция системы устройств, предназначенных для приема, обработки, сохранения, передачи и воспроизведения информации, изображения и звука из космического пространства.

Известны мини-спутники, предназначенные для решения различных целевых задач. В качестве прототипа выбран микроспутник “Прозрачный Мир” (см. Геоинформационный портал. ГИС-Ассоциация. А. Андронов «В России строится частный спутник-“шпион”», Интернет-портал R&D. CNews. Электронный ресурс URL: http://www.gisa.ru/35936.html (Дата обращения 13.11.2014). Спутник оснащен оптико-электронной камерой съемки Земли, и включает в себя следующие служебные системы: систему трехосной ориентации на основе гиромаховиков управления, систему ориентации на основе магнитометра, систему навигации на основе бортового GPS приемника, двигательную установку для коррекции параметров орбиты, передатчики для передачи на Землю видеоизображений от оптической камеры, систему электропитания, включающую фотопреобразователи и аккумуляторную батарею, бортовой комплекс управления, команд и телеметрии, включая радиоканал управления, систему терморегулирования на основе тепловых труб, размещенные в монолитном корпусе, обладающим необходимой прочностью и жесткостью для вывода любым современным носителем. Недостатком спутника (ближайшего аналога) является то, что он имеет недостаточные ограниченные функциональные возможности и не позволяет проводить видеосъемку в 360 градусов в прямом эфире.

Известно устройство, ведомство Китай, номер заявки 201711295637.8, дата подачи 08.12.2017, номер публикации WIPO108040205, изобретение относится к области фотоэлектрической визуализации, в частности к спутниковому устройству VR панорамной съемки для космической съемки, с помощью которого решается проблема неполной дальности фотографирования спутника. Устройство содержит основную несущую раму спутника, монтажный кронштейн камеры, несколько камер и блок управления формированием изображений, при этом монтажный кронштейн камеры установлен на основной несущей раме спутника; камеры устанавливаются на монтажном кронштейне камеры, и поля обзора камер сращиваются для образования угла поля обзора 360 градусов; и блок управления изображениями связан с каждой камерой и управляет ею. Устройство, представленное в изобретении, имеет преимущества, заключающиеся в том, что панорамная камера VR сформирована с помощью нескольких камер, а поля обзора камер объединены для формирования угла поля обзора в 360 градусов, так что получение изображения или видео в 360 градусов с Земли в космос может быть совершено за один раз, достигается высокая простота и удобство, а диапазон изображений для космической фотосъемки расширяется. Устройство используется в области спутниковой космической съемки. Недостатком данного изобретения является то, что устройство снимает лишь панорамную фотосъемку и не может снимать видеоизображение в 360 градусов и передавать видеоизображение в прямом эфире. Также у спутника отсутствуют двигатели, что делает его ограниченным в движении.

Решаемая задача заключается в необходимости совершенствования известных устройств и космических аппаратов для устранения указанных их недостатков с достижением заявленными объектами технического результата в отношении повышения надежности и точности. Решаемой задачей является также создание конструкции системы устройств, в виде космического аппарата с несколькими видеокамерами расположенными со всех сторон космического аппарата, связанных между собой аппаратным и программным обеспечением, интерфейсом взаимосвязи между видеокамерами для создания устройства объемного изображения и в виде комнаты виртуальной реальности космического глаза, прямоугольного, квадратного, купольного или круглого вида, состоящая из нескольких экранов, акустической системы. Модуль космического аппарата космического глаза снабжен микрофоном и солнечными батареями, закрепленными к модулю аппарата, также аппарат снабжен двигателями ориентации и стабилизации, тяговым двигателем, внутреннее устройство модуля оснащено картой памяти, процессором, системой космической связи.

Достигаемый при реализации изобретения технический результат заключается в создании конструкции системы устройств для создания объемного сферического изображения в 360 на 360 градусов и панорамного изображения 360 градусов, со звуковым сопровождением для сохранения, обработки, приема, передачи и воспроизведения информации в прямом эфире или в режиме записи с космического пространства.

Решение указанной технической задачи заключается, в частности, в том, что вносятся следующие инновации:

- космический глаз, состоящий из модуля комического аппарата с несколькими видеокамерами, расположенными со всех сторон аппарата для создания панорамного и объемного изображения из орбиты космоса, в том числе несколько видеокамер, разнонаправленных в четыре стороны и две видеокамеры верхнего и нижнего обзора;

- космический глаз, состоящий из модуля комического аппарата, снабженного веерообразными солнечными панелями и солнечными панелями на корпусе;

- комический глаз, состоящий из модуля комического аппарата, снабженного двигателями ориентации и стабилизации, тяговым двигателем;

- космический глаз, состоящий из модуля комического аппарата, с установленным программным обеспечением, операционной системы и программами обработки изображения;

- космический глаз, состоящий из модуля комического аппарата, оснащенного микрофоном;

-космический глаз, состоящий из модуля комического аппарата, с установленным баком для топлива;

- космический глаз, состоящий из модуля комического аппарата, снабженного устройствами усилителя телекоммуникационных сигналов и связи;

- космический глаз, состоящий из модуля комического аппарата, снабженного системами телекоммуникации и системами космической связи;

- космический глаз, состоящий из модуля космического аппарата, оснащенного аппаратными устройствами, процессором, картой памяти и устройствами накопления информации;

- создание комнаты виртуальный реальности космического глаза, прямоугольного, квадратного, купольного или круглого вида, состоящая из нескольких экранов, скрепленных друг с другом, экраны могут быть проекционные, плазменные, жидкокристаллические, светодиодные, LCD, OLED, QLED, MicroLED, гибкий экран, и могут иметь разные диагонали, разрешения 8К ТВ, 4К ТВ, Full HD, прямой или изогнутой формы;

- комната виртуальный реальности космического глаза снабжены средствами скоростной связи, программным обеспечением, программами обработки, хранения и воспроизведения изображения и звука, узлами связи и аппаратными средствами, акустической системой;

- изображение и информация от космического аппарата может отображаться и воспроизводиться на несколько комнат виртуальной реальности космического глаза.

Существенное отличие заявляемого технического решения от ранее известных заключается также в наличии в конструкции космических аппаратов с интерактивным управлением их работой, с конструкторской и технологической возможностью изменять их направление и расстояние между орбитами с помощью программированного автоматического управления от портативного компьютера и дистанционного управления через диспетчера, находящегося в управляющем центре на земле, с одновременным отражением передаваемой информации с видеокамер, установленных на модуле космического аппарата космического глаза, на экранах в комнатах виртуальных реальности космического глаза, и также с возможностью отображения передаваемой информации на «Мобильное устройство получения объемного изображения» по патенту РФ №206161, на многоэкранном панорамном телевизоре по патенту РФ 206248, на VR и AR очки, на программы воспроизведения изображения как в режиме прямого эфира и режиме реального времени, так и в режиме записи заранее сохраненного видеоизображения. Таким образом, предложенные улучшения космических аппаратов, вместе с новым принципом их работы приводят к качественно новому техническому результату по сравнению с известными аналогами. Детально целесообразно описать преимущественно отличительные от известных существенные особенности выполнения признаков предложенного изобретения.

Указанные отличия в совокупности позволяют принципиально улучшить качество передаваемого видеоизображения с космического пространства.

Таким образом, предложенный улучшенный космический аппарат с несколькими видеокамерами, микрофоном, вместе с новым принципом их работы и отображением информации в комнате виртуальной реальности с несколькими экранами приводят к качественно новому техническому результату по сравнению с известными аналогами. При описании изобретения нецелесообразно детально останавливаться на известных из опубликованных источников и имеющейся общеизвестной практики выполнения его признаков, в частности, конкретного выполнения космического аппарата, систем космической связи, видеокамер, экранов. Детально целесообразно описать преимущественно отличительные от известных существенные особенности выполнения признаков предложенного изобретения.

В целом указанные технические результаты целенаправленно достигаются следующей совокупностью существенных признаков, отраженных в заявленной формуле изобретения, в том числе с помощью конструкции системы устройств космического глаза, содержащего космический аппарат с несколькими видеокамерами и комнату виртуальной реальности.

Кроме того, востребованными являются модификации космического глаза, в котором, видеоизображения могут передаваться непосредственно от каждой видеокамеры в отдельности так как от всех видеокамер синхронно и одновременно, также панорамное видеоизображение с обзором в 360 градусов и объемное видеоизображение с обзором в 360 на 360 градусов может обрабатываться и формироваться внутри космического модуля с помощью программ обработки изображения, программ сшивки и склейки кадров в один готовый файл для его дальнейшего передачи и воспроизведения.

Сущность изобретения целесообразно пояснить с помощью следующих схематически изображенных фигур чертежей:

На фиг. 1 представлена схема космического глаза космического аппарата 1, вид спереди, где видны видеокамеры 2, микрофон 3, солнечные панели 4.

На фиг. 2 представлена схема космического глаза космического аппарата 1, вид сзади, где видны видеокамеры 2, микрофон 3, солнечные панели 4, тяговый двигатель 5, двигатели ориентации и стабилизации 6.

На фиг. 3 представлена схема космического глаза космического аппарата 1, вид сверху, где видны видеокамеры 2, микрофон 3, солнечные панели 4.

На фиг. 4 представлена схема трансляции и воспроизведения видеоизображения и информации с космического глаза космического аппарата 1 на комнату виртуальной реальности космического глаза 7 через спутниковую связь 8.

Достигаемый технический результат изобретения обеспечивают с помощью предложенного космического глаза космического аппарата 1 (фиг. 1, фиг. 2, фиг. 3, фиг. 4), включающий использование нескольких видеокамер 2 (фиг. 1, фиг. 2, фиг. 3), микрофона 3 (фиг. 1, фиг. 2), солнечных панелей 4 (фиг. 1, фиг. 2, фиг. 3), тягового двигателя 5 (фиг. 2), двигателей ориентации и стабилизации 6 (фиг. 2), комнаты виртуальной реальности космического глаза 7 (фиг. 4), спутниковой связи 8 (фиг. 4).

Достигаемый технический результат изобретения обеспечивается тем, что после того как ракета-носитель выводит комический глаз космический аппарат 1 на нужную орбиту, начинается запись видеоизображения со всех видеокамер 2 и звука с микрофона 3, видеоизображения со всех камер обрабатываются и сохраняются на накопители информации для передачи в прямом эфире и записи на комнату виртуальной реальности космического глаза 7.

Технический результат изобретения достигается также с помощью тягового двигателя 5 и двигателей ориентации и стабилизации 6 для перемещения между орбитами и для осуществления дальних путешествий в космосе.

Вышеизложенного достаточно для понимания сущности достижения технического результата с помощью заявленного изобретения космического глаза. Также, вышеизложенным наглядно показано, что достижение указанного технического результата может быть обеспечено только неразрывно взаимосвязанной совокупностью всех существенных признаков заявленных объектов, отраженных в формуле изобретения.

Для практического создания изобретения космического глаза применяют известные элементы, узлы и программное обеспечение, соответствующие современному уровню науки и техники, в частности, в области космонавтики и электронной техники, и возможные для производства. Поэтому данное техническое решение является пригодным для промышленного применения. В известных источниках патентной и иной научно-технической информации не выявлено космического глаза как конструкции систем устройств с указанной в предложении всей совокупностью существенных признаков, поэтому данное техническое решение соответствует критерию «новизна».

Сравнительный анализ предложенного технического решения с известными аналогичными изобретениями, показал, что наличие космического модуля космического глаза с набором видеокамер с интерактивным управлением их работой, приводит к появлению новых технических качеств, в частности, таких:

- усовершенствование конструкции космических аппаратов, достигаемое благодаря использованию вместо одной видеокамеры целого набора видеокамер, со сферическим, объемном обзоре в 360 на 360 градусов;

- усовершенствование конструкции, достигаемое благодаря использованию космического аппарата с микрофоном;

- расширение функциональных возможностей, достигаемое благодаря возможности создать разные размеры космических аппаратов от мелких до самых крупных и разных форм от квадратного, прямоугольного и круглого;

- наличие возможности трансляции в прямом эфире, воспроизведении в режиме записи на несколько экранов комнаты виртуальной реальности космического глаза.

Вышеуказанные свойства космического глаза неочевидны и не вытекают явным образом из существующего уровня техники, на основании чего необходимо сделать вывод о соответствии предложенного технического решения критерию «изобретательский уровень».

На основе предлагаемого изобретения космического глаза возможны многочисленные модификации, в частности по размерам, форме, количеству, качеству, виду, их пространственной ориентации. Варианты модификации зависят от особенностей сферы использования предлагаемой технологии: при проведении туристических космических путешествий, в сфере развлечения и досуга, для научных и образовательных целей, однако все модификации находятся в рамках предложенного технического решения.

Изобретение относится к области видео- и аудиосвязи, а более конкретно к устройствам получения, передачи и демонстрации. Конструкция устройств для приема, обработки, сохранения, передачи и воспроизведения информации, изображения из космического пространства содержит передающее устройство внутри модуля космического аппарата. Имеется принимающее устройство в виде комнаты, состоящей из нескольких экранов. Экраны скреплены и снабжены средствами скоростной связи и акустической системой с возможностью отображения изображения из космоса. Модуль космического аппарата имеет несколько видеокамер с возможностью обработки изображения. Модуль комического аппарата снабжен веерообразными солнечными панелями, двигателями ориентации и стабилизации, тяговым двигателем и системами телекоммуникации, системами космической связи. Достигается расширение функциональных возможностей. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Конструкция устройств для приема, обработки, сохранения, передачи и воспроизведения информации, изображения из космического пространства, отличающаяся тем, что передающее устройство состоит из модуля космического аппарата с несколькими видеокамерами, расположенными со всех сторон космического аппарата для записи и передачи панорамного и объемного изображения из космического пространства в режиме записи и прямого эфира, в том числе несколько видеокамер, разнонаправленных в четыре стороны и две видеокамеры верхнего и нижнего обзора в 360 градусов для объёмного видеоизображения с обзором в 360 на 360 градусов с возможностью обработки и формирования внутри космического модуля с помощью программ обработки изображения, программ сшивки и склейки кадров в один готовый файл либо для передачи изображения как от каждой видеокамеры в отдельности, так и от всех видеокамер синхронно и одновременно для дальнейшей передачи и воспроизведения изображения на принимающем устройстве в виде комнаты, состоящей из нескольких экранов прямоугольного, квадратного, купольного или круглого вида, скрепленных друг с другом и снабженых средствами скоростной связи, программным обеспечением, программами обработки, хранения и воспроизведения изображения, узлами связи и аппаратными средствами, акустической системой для отображения панорамного и объемного изображения из космоса, при этом модуль комического аппарата снабжен веерообразными солнечными панелями и солнечными панелями на корпусе с установленными двигателями ориентации и стабилизации, тяговым двигателем и системами телекоммуникации, системами космической связи, процессором, картой памяти и устройствами накопления информации.

2. Конструкция устройств по п. 1, отличающаяся тем, что принимающее устройство выполнено в прямоугольном, квадратном, купольном или круглом виде и состоит из нескольких экранов, скрепленных друг с другом, экраны могут быть проекционные, плазменные, жидкокристаллические, светодиодные, LCD, OLED, QLED, MicroLED, гибкий экран, и могут иметь разные диагонали, разрешения 8К ТВ, 4К ТВ, Full HD, прямой или изогнутой формы.