Способ дистанционного измерения пространственно-временных характеристик аэрозольных завес Российский патент 2022 года по МПК G01B11/00 F41H9/06 

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к способу определения пространственно-временных характеристик аэрозольных завес по защите от атакующих элементов высокоточного оружия (ВТО) с оптико-электронными средствами прицеливания и наведения, путем обработки изображений, полученных в видимом и инфракрасных 3…5, 8…14 мкм диапазонах длин волн, и может быть использовано для обработки, анализа и оценки полученных значений времени формирования и существования аэрозольных завес (АЗ), дальности постановки АЗ, а также геометрических размеров АЗ в различных диапазоне длин волн и для определения величины линейного смещения лазерной ложной цели (ЛЛЦ).

Формирование АЗ, экранирующей защищаемый объект, в направлении на источник лазерного подсвета, при соответствующей плотности и пространственно-временных характеристик аэрозольной завесы приводит к переносу местоположения пятна подсвета с защищаемого объекта на переднюю кромку аэрозольной завесы или в ее глубину, то есть к созданию ЛЛЦ, вынесенной за пределы геометрического контура защищаемого объекта (значение, равное дальности постановки АЗ). Также исследуется временная зависимость положения точки локализации ЛЛЦ относительно объекта защиты в процессе жизненного цикла аэрозольной завесы. При несовпадении траектории подлета высокоточного оружия с полуактивными лазерными головками самонаведения (ПЛГС) и направления лазерного подсвета указанная ЛЛЦ приводит к промаху ВТО относительно защищаемого объекта. Величина этого промаха определяется удаленностью ЛЛЦ от объекта защиты и величиной угла рассогласования траектории высокоточного оружия относительно направления подсвета цели лазерным излучением.

Определение пространственно-временных характеристик АЗ (Фиг. 1) (геометрические размеры АЗ, дальность постановки АЗ, время формирования и существования АЗ), основано на анализе в фиксированные моменты времени изображений в видимом и инфракрасных (ИК) (3…5 и 8…14 мкм) диапазонах длин волн при отстреле пиротехнических гранат постановщиков АЗ, отображающих процессы формирования (3…5 и 8…14 мкм) и существования (0,4…0,76, 3…5 и 8…14 мкм) АЗ.

Под временем формирования АЗ понимается время с момента разрыва аэрозольных боеприпасов (АБ) до достижения завесой заданных габаритов. Время существования аэрозольной завесы - время срабатывания АБ до момента обнаружения и распознавания цели на изображениях, полученных в различных диапазонах длин волн с направления лазерного целеуказания, совпадающего с осью симметрии пусковой установки.

Дальность постановки АЗ - кратчайшее расстояние от точки вылета до точки срабатывания АБ. Геометрические размеры (ширина, высота) АЗ определяются в плоскости, перпендикулярной оси симметрии пусковой установки в течении времени существования аэрозольной завесы.

Измерение геометрических характеристик АЗ осуществляется методом сравнения по формуле:

где: i=1, 2, 3, 4;

I_i - измеряемый геометрический размер АЗ;

L - межреперное расстояние на местности (20 м);

n_i - количество пикселей в размере изображения АЗ;

n_L - количество пикселей между изображениями двух реперов.

В связи с тем, что угловые поля регистрирующей аппаратуры видимого и ИК (3…5 мкм и 8…14 мкм) диапазонов длин волн существенно различаются - съемка изображений в видимом и ИК диапазонах длин волн осуществляется с разных позиций: регистрирующая аппаратура видимого диапазона длин волн располагается на расстоянии около 200 м от АЗ (Фиг. 2), а регистрирующая аппаратура ИК (3…5 мкм и 8…14 мкм) диапазона длин волн - на расстоянии порядка 400…500 м от АЗ (Фиг. 3, 4) Так же применяется регистрирующая аппаратура видимого диапазона, снимающей АЗ с бокового ракурса (Фиг. 5).

Для того чтобы пространственное перемещение точки положения ЛЛЦ приводило к изменению ее углового положения относительно точки наблюдения, схема предусматривает осуществление лазерного подсвета путем «разнесенного» способа подсвета цели. При этом угол, заключенный между осью пучка лазерного излучения и оптической осью ПЛГС (относительно точки расположения объекта защиты), лежит в плоскости параллельной земной поверхности, поэтому угловое перемещение пятна лазерного подсвета не превышает размеров углового строба анализа ПЛГС в случае максимального смещения лазерной ложной цели относительно защищаемого объекта. Это гарантирует устойчивое сопровождение положения пятна подсвета при резком переносе лазерной ложной цели на кромку АЗ в начальной стадии развития АЗ.

Особенностью способа является процедура предварительной калибровки угловых перемещений оси ПЛГС. Эта процедура ставит в соответствие величину углового смещения ЛЛЦ от защищаемого объекта величине ее линейного удаления относительно положения объекта защиты. Она предусматривает установку в направлении на источник лазерного подсвета на ожидаемом удалении передней кромки АЗ от объекта защиты и, соответственно, лазерной ложной цели, тест-объекта (плоской рассеивающей поверхности), а также регистрацию с помощью ПЛГС углового положения (х_то) пятна лазерного излучения, рассеянного тест-объектом, относительно углового положения (х₀) пятна лазерного излучения, рассеянного объектом защиты. Тогда коэффициент перевода углового смещения положения ЛЛЦ в линейные размеры (k_x), для данной схемы, может быть рассчитан по формуле:

где: L_тo - расстояние до тест-объекта;

х_то - угловое положение пятна лазерного излучения, рассеянного тест-объектом;

х₀ - угловое положение пятна лазерного излучения, рассеянного объектом защиты.

Полученные значения углового смещения положения пятна лазерного излучения от ЛЛЦ (х_ллц) относительно углового положения пятна лазерного излучения от объекта защиты (х₀) используются для определения величины линейного смещения ЛЛЦ (х_лц). Величина линейного смещения ЛЛЦ рассчитывается по формуле:

где: k_x - коэффициент перевода углового смещения положения лазерной ложной цели в линейные размеры;

х_ллц - угловое положение пятна лазерного излучения, рассеянного аэрозольной завесой;

х₀ - угловое положение пятна лазерного излучения, рассеянного объектом защиты.

При определении пространственно-временных характеристик АЗ и определению величины линейного смещения ЛЛЦ производится отстрел АБ. При этом объект укрытия устанавливается таким образом, чтобы направление отстрела было в направлении регистрирующей аппаратуры видимого и ИК (3…5 мкм и 8…14 мкм) диапазона длин волн.

Для определения геометрических размеров АЗ в видимом, среднем и дальнем ИК диапазонах длин волн последовательности цифровых изображений, зарегистрированных регистрирующей аппаратурой видимого и ИК (3…5 мкм и 8…14 мкм) диапазонов длин волн, обрабатываются с использованием графического редактора Corel Photo-Paint и специализированной программы обработки тепловизионных изображений. В качестве единицы измерения расстояния на изображении выбирается размер одного пикселя.

Данный способ позволяет определить эффективность средств постановки АЗ по защите от атакующих элементов ВТО с оптико-электронными средствами прицеливания и наведения, для оценки живучести прикрываемых объектов.

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к способу определения пространственно-временных характеристик аэрозольных завес по защите от атакующих элементов высокоточного оружия (ВТО) с оптико-электронными средствами прицеливания и наведения и определению величины линейного смещения лазерной ложной цели. Определение пространственно-временных характеристик АЗ (геометрические размеры АЗ, дальность постановки АЗ, время формирования и существования АЗ), основано на анализе в фиксированные моменты времени изображений в видимом и инфракрасных (ИК) -3…5 и 8…14 мкм диапазонах длин волн при отстреле пиротехнических гранат постановщиков АЗ, отображающих процессы формирования и существования АЗ. Технический результат -определение эффективности средств постановки АЗ по защите от атакующих элементов ВТО с оптико-электронными средствами прицеливания и наведения, для оценки живучести прикрываемых объектов. 5 ил.

Способ дистанционного измерения пространственно-временных характеристик аэрозольных завес, основанный на обработке полученных изображений в различных диапазонах длин волн, при отстреле пиротехнических гранат постановщиков аэрозольных завес, способных экранировать атакуемый объект, создавать ложные цели с имитацией контраста защищаемого объекта относительно фона, которое существенно снижает вероятность попадания атакующих управляемых и самоприцеливающихся боеприпасов, отличающийся тем, что в течение времени существования аэрозольной завесы измеряют геометрические размеры в плоскости, перпендикулярной оси симметрии пусковой установки, величину линейного смещения лазерной ложной цели, расстояние от точки вылета аэрозольного боеприпаса до точки их срабатывания - дальность постановки, время существования аэрозольной завесы с момента срабатывания аэрозольного боеприпаса до момента обнаружения и распознавания цели на изображениях, полученных в видимом и инфракрасных - 3…5, 8…14 мкм диапазонах длин волн с направления лазерного целеуказания, совпадающего с осью симметрии пусковой установки.