СПОСОБ ОЦЕНКИ ЭФФЕКТИВНОСТИ СНИЖЕНИЯ ОПТИЧЕСКОЙ ЗАМЕТНОСТИ ОБЪЕКТОВ Российский патент 2023 года по МПК G01J5/52 

Изобретение относится к оценке эффективности снижения заметности объектов в оптическом диапазоне длин волн, а конкретнее, к способам оценки эффективности снижения заметности объектов в различных оптических поддиапазонах длин волн, как составной части нормирования заметности объектов.

Наиболее близким по техническому решению, принятым за прототип, является способ оценки эффективности снижения оптической заметности военной техники [см. Понькин, В.А. Оптическая заметность летательных аппаратов: монография. Воронеж: Издательско-полиграфический центр «Научная книга». 2015. 23 с.], основанный на измерении яркости, радиационной температуры объекта и фона и оценке эффективности снижения оптической заметности объекта со средствами снижения заметности.

Недостатком данного способа является низкая точность оценки, обусловленная зависимостью контраста яркостей и радиационных температур объекта и фона от внешних условий наблюдения.

Техническим результатом изобретения является повышение точности оценок эффективности снижения оптической заметности объектов.

Технический результат достигается тем, что в способе оценки эффективности снижения оптической заметности объектов, основанном на измерении яркости объекта со средствами снижения заметности и без них, дополнительно устанавливают рядом с объектом без средств снижения заметности на одной линии перпендикулярно линии визирования меру сравнения с известным значением поверхностной плотности эффективной поверхности излучения, одновременно измеряют яркости объекта без средств снижения заметности и меры сравнения, рассчитывают поверхностную плотность эффективной поверхности излучения объекта без средств снижения заметности, запоминают значение поверхностной плотности эффективной поверхности излучения объекта без средств снижения заметности, устанавливают рядом с объектом со средствами снижения заметности на одной линии перпендикулярно линии визирования меру сравнения с известным значением поверхностной плотности эффективной поверхности излучения, одновременно измеряют яркости объекта со средствами снижения заметности и меры сравнения, рассчитывают поверхностную плотность эффективной поверхности излучения объекта со средствами снижения заметности, запоминают значение поверхностной плотности эффективной поверхности излучения объекта со средствами снижения заметности, по значениям поверхностных плотностей эффективных поверхностей излучения объекта со средствами снижения заметности и без них осуществляют оценку эффективности снижения оптической заметности.

Сущность способа оценки эффективности снижения оптической заметности объектов заключается в том, что дополнительно устанавливают рядом с объектом без средств снижения заметности на одной линии перпендикулярно линии визирования меру сравнения с известным значением поверхностной плотности эффективной поверхности излучения, одновременно измеряют яркости объекта без средств снижения заметности и меры сравнения, рассчитывают поверхностную плотность эффективной поверхности излучения объекта без средств снижения заметности, запоминают значение поверхностной плотности эффективной поверхности излучения объекта без средств снижения заметности, устанавливают рядом с объектом со средствами снижения заметности на одной линии перпендикулярно линии визирования меру сравнения с известным значением поверхностной плотности эффективной поверхности излучения, одновременно измеряют яркости объекта со средствами снижения заметности и меры сравнения, рассчитывают поверхностную плотность эффективной поверхности излучения объекта со средствами снижения заметности, запоминают значение поверхностной плотности эффективной поверхности излучения объекта со средствами снижения заметности, по значениям поверхностных плотностей эффективных поверхностей излучения объекта со средствами снижения заметности и без них осуществляют оценку эффективности снижения оптической заметности.

Известно, что оценка заметности объекта на естественном фоне может быть осуществлена на основе следующих показателей [см. Понькин, В.А. Оптическая заметность летательных аппаратов: монография. Воронеж: Издательско-полиграфический центр «Научная книга». 2015. 23 с.]:

- относительный контраст яркостей объекта и фона;

- контраст радиационных температур объекта и фона;

- контраст энергетических яркостей (лучистости) объекта и фона.

Их использование при оценке эффективности средств снижения заметности приводит к снижению точности оценки, обусловленной их зависимостью от различных факторов, определяемых внешними условиями измерений [см. Понькин, В.А. Оптическая заметность летательных аппаратов: монография. Воронеж: Издательско-полиграфический центр «Научная книга». 2015. 23 с.].

В [см. «Дополнительная характеристика для нормирования инфракрасной заметности летательных аппаратов» Нестеров М.С., Попело В.Д https://trudymai.ru/upload/iblock/d08/nesterov_popelo_rus.pdf?referer=https%3A%2F%2Fyandex.ru2F] показано, что параметром, определяющим заметность объекта и не зависящим от условий наблюдения, является поверхностная плотность эффективной поверхности излучения, рассчитываемая по результатам измерения яркостей объекта и яркости меры сравнения, обладающей ламбертовским характером излучения с известной площадью и коэффициентом излучения и установленной рядом с объектом перпендикулярно линии визирования.

Поэтому, согласно изобретению, устанавливают объект без средств снижения заметности и меру сравнения рядом с объектом перпендикулярно линии визирования, проводят измерения яркостей объекта без средств снижения заметности и меры сравнения, обладающей известным значением поверхностной плотностью эффективной поверхности излучения. На основе результатов измерений рассчитывают поверхностную плотность эффективной поверхности излучения объекта без средств снижения заметности. Устанавливают объект со средствами снижения заметности и меру сравнения рядом с объектом перпендикулярно линии визирования, проводят измерения яркостей объекта со средствами снижения заметности и меры сравнения, обладающей известным значением поверхностной плотностью эффективной поверхности излучения. На основе результатов измерений рассчитывают поверхностную плотность эффективной поверхности излучения объекта со средствами снижения заметности. Оценку эффективности снижения заметности проводят путем сопоставления рассчитанных поверхностных плотностей эффективной поверхности объекта без средств снижения заметности и с ними. Это может быть выполнено, например, путем их сравнения. Если поверхностная плотность эффективной поверхности излучения объекта со средствами снижения заметности меньше, чем поверхностная плотность эффективной поверхности излучения объекта без средств снижения заметности, то принимают решение, что средства снижения заметности эффективны.

Поверхностная плотность эффективной площади излучения объекта может быть рассчитана, например, по формуле

где - яркость объекта;

L_m - яркость меры сравнения;

γ_tm - поверхностная плотность эффективной поверхности излучения меры сравнения, которая получена из выражения (8), приведенного в статье [см. «Дополнительная характеристика для нормирования инфракрасной заметности летательных аппаратов» Нестеров М.С., Попело В.Д https://trudymai.ru/upload/iblock/d08/nesterov_popelo_rus.pdf?referer=^:https%3A%2F%2Fyandex.ru2F, стр 7.], из соотношений поверхностной плотности эффективной поверхности излучения объекта и меры сравнения.

Как видно из приведенного выражения, поверхностная плотность эффективной поверхности излучения не зависит от внешних условий освещенности, чем и достигается указанный в изобретении технический результат.

Способ может быть реализован с помощью устройства, схема которого представлена на чертеже, где обозначено: 1.1 - измеритель яркости объекта без средств снижения заметности или со средствами снижения заметности, 1.2 - измеритель яркости меры сравнения, 2 - блок расчета поверхностной плотности эффективной поверхности излучения объекта без средств снижения заметности или со средствами снижения заметности, 3 - блок хранения, 4 - блок принятия решения, 5 - пульт ввода данных, 6 - база данных.

Устройство содержит последовательно соединенные измерители яркости 1.1. и 1.2, блок расчета поверхностной плотности эффективной поверхности излучения объекта без средств снижения заметности или со средствами снижения заметности 2, блок хранения 3 и блок принятия решения 4, выход которого является выходом устройства, а также последовательно соединенные пульт ввода данных 5 и базу данных 6, выход которого соединен с третьим входом блока расчета поверхностной плотности эффективной поверхности излучения 2, второй выход которого соединен со вторым входом блока принятия решения 4.

Назначения элементов устройства ясны из их названия. Они могут быть выполнены с использованием промышленно выпускаемых радиотехнических элементов. Так, например, блок расчета поверхностной плотности эффективной поверхности объекта 2 может быть выполнен на базе микроконтроллеров производителей Microchip/Atmel, Texas Instruments, STMicroelectronics, NXP/Freescale [см., например, сайт https://translated.turbopages.org/proxy_u/en-ru.ru.a24c6d4a-63bed447-8440ca3f-74722d776562/https/en.wikipedia.org/wiki/List_of_common_microcontrollers] с использованием специального программного обеспечения, которое может быть разработано на основе программы «Математическая модель совместного оценивания параметров заметности объектов в инфракрасном диапазоне длин волн по данным разновременных измерений» [см., например, Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ 2017610642 от 16.01.2017.].

Устройство работает следующим образом.

Предварительно перед началом измерений на местности устанавливают объект без средств снижения заметности и меру сравнения, расположенную рядом с объектом на одной линии перпендикулярно линии визирования, с помощью пульта ввода данных 5 вводят параметры мер сравнения (поверхностные плотности эффективной поверхности излучения) в базу данных 6. С выхода измерителя яркости 1.1 значение яркости объекта без средств снижения заметности, а также с выхода измерителя яркости 1.2 значение яркости меры сравнения поступают на первый и второй входы блока расчета поверхностной плотности эффективной поверхности излучения 2. На третий вход блока расчета поверхностной плотности эффективной поверхности излучения 2 поступает значение поверхностной плотности эффективной поверхности излучения меры сравнения. В блоке расчета поверхностной плотности эффективной поверхности излучения 2 рассчитывают поверхностью плотность эффективной поверхности излучения объекта без средств снижения заметности. Значение поверхностной плотности эффективной поверхности излучения объекта без средств снижения заметности передается в блок хранения и запоминается. Устанавливают объект со средствами снижения заметности и меру сравнения, расположенную рядом с объектом на одной линии перпендикулярно линии визирования. С выхода измерителя яркости 1.1 значение яркости объекта со средствами снижения заметности, а также с выхода измерителя яркости 1.2 значение яркости меры сравнения поступают на первый и второй входы блока расчета поверхностной плотности эффективной поверхности излучения 2. На третий вход блока расчета поверхностной плотности эффективной поверхности излучения 2 поступает значение поверхностной плотности эффективной поверхности излучения меры сравнения. В блоке расчета поверхностной плотности эффективной поверхности излучения 2 рассчитывают поверхностную плотность эффективной поверхности излучения объекта со средствами снижения заметности. Значение поверхностной плотности эффективной поверхности излучения объекта со средствами снижения заметности передают на второй вход блока принятия решения 4. На первый блок принятия решения 4 подается значение поверхностной плотности эффективной поверхности излучения объекта без средств снижения заметности. В блоке принятия решения 4 значения поверхностных плотностей эффективных поверхностей излучения объекта со средствами снижения заметности и без средств снижения заметности сравнивают между собой, на основе сравнения принимают решение об эффективности снижения заметности.

Изобретение относится к области измерительной техники и касается способа оценки эффективности снижения оптической заметности объектов. При осуществлении способа устанавливают рядом с объектом без средств снижения заметности на одной линии перпендикулярно линии визирования меру сравнения с известным значением поверхностной плотности эффективной поверхности излучения. Одновременно измеряют яркости объекта и меры сравнения и рассчитывают поверхностную плотность эффективной поверхности излучения объекта без средств снижения заметности. Далее устанавливают рядом с объектом со средством снижения заметности на одной линии перпендикулярно линии визирования меру сравнения с известным значением поверхностной плотности эффективной поверхности излучения. Одновременно измеряют яркости объекта и меры сравнения и рассчитывают поверхностную плотность эффективной поверхности излучения объекта со средствами снижения заметности. По рассчитанным значениям поверхностной плотности эффективной поверхности излучения оценивают эффективности снижения оптической заметности. Технический результат заключается в повышении точности оценок эффективности снижения оптической заметности объектов. 1 ил.

Способ оценки эффективности снижения оптической заметности объектов, основанный на измерении яркости объекта со средствами снижения заметности и без них, отличающийся тем, что устанавливают рядом с объектом без средств снижения заметности на одной линии перпендикулярно линии визирования меру сравнения с известным значением поверхностной плотности эффективной поверхности излучения, одновременно измеряют яркости объекта без средств снижения заметности и меры сравнения, рассчитывают поверхностную плотность эффективной поверхности излучения объекта без средств снижения заметности, запоминают значение поверхностной плотности эффективной поверхности излучения объекта без средств снижения заметности, устанавливают рядом с объектом со средств снижения заметности на одной линии перпендикулярно линии визирования меру сравнения с известным значением поверхностной плотности эффективной поверхности излучения, одновременно измеряют яркости объекта со средствами снижения заметности и меры сравнения, рассчитывают поверхностную плотность эффективной поверхности излучения объекта со средствами снижения заметности, запоминают значение поверхностной плотности эффективной поверхности излучения объекта со средствами снижения заметности, по значениям поверхностных плотностей эффективных поверхностей излучения объекта со средствами снижения заметности и без них осуществляют оценку эффективности снижения оптической заметности.