Мобильный тепловизионный комплекс Российский патент 2023 года по МПК G01S17/66 

Изобретение относится к радиоэлектронным устройствам и представляет собой систему наблюдения за наземной и/или надводной обстановкой с возможностями использования для круглосуточного обнаружения и наблюдения живых или отличающихся своей температурой от окружающей среды объектов и может быть использовано в военной технике, в системах охраны, поисково-спасательных операциях, в полиции, в природоохранных мероприятиях, а также в других областях деятельности человека.

Известен тепловизионный комплекс (оптико-электронный модуль), содержащий корпус, в котором расположены тепловизор и цветная видеокамера, содержащий оптическую систему и поворотную платформу, при этом корпус закреплен на опорно-поворотном устройстве, выполненном с возможностью вращения на 360°.

(Патент РФ № 2427006, МПК G01S 17/66, опубл. 20.08.2011 г., Бюл. № 23).

Недостатком данного комплекса является отсутствие мобильности с низкой скоростью обнаружения и распознавания объектов, за счет того, что это напрямую зависит от механической (в ручном режиме) работы оператора, который с помощью пульта управления вручную поворачивает устройство по кругу на 360°.

Известен мобильный тепловизионный комплекс с поворотным корпусом, содержащий тепловизор, лазерный дальномер, лазерную или LED подсветку и видеокамеру.

(https://www.karneev.com/product/teplovizory-dlya-okhoty/hunter-m/)

Недостатком данного устройства является низкая скорость обнаружения и распознавания объектов, за счет того, что это напрямую зависит от механической работы оператора, который с помощью пульта управления вручную поворачивает устройство по кругу на 360°. Кроме того, при использовании комплекса, например, на движущемся автомобиле, из «поля зрения оператора» выпадает большой участок местности, что приводит к потере визуализации потенциально искомых или вдруг появившихся в невидимых зонах объектов.

Известна также комплексная гиростабилизированная система наблюдения, содержащая оптико-электронный блок, имеющий неподвижное основание для закрепления на подвижном носителе и подвижную часть, при этом подвижная часть выполнена в виде гиростабилизированной платформы, на которой размещены лазерный дальномер, дневная телевизионная камера с вариообъективом, активно-импульная телевизионная камера на основе фотоприемного модуля и/или тепловизор с вариообъективом, на неподвижном основании оптико-электронного блока установлена комплексированная инерциально-спутниковая навигационная система, а само это основание снабжено разъемами для волоконно-оптического кабеля.

(Патент РФ на ПМ № 155170, МПК МПК G01S 23/00, опубл. 27.09.2015 г., Бюл. № 27).

Недостатком данного устройства также является низкая скорость обнаружения и распознавания объектов.

Задачей изобретения является создание мобильного тепловизионного комплекса, позволяющего получать информацию об обнаружении и распознавании объектов при наблюдении в режиме «реального времени» и одновременном обзоре на 360°, без потери информации о возможном наличии объектов в невидимых зонах оператора.

Технический результат заключается в повышении скорости обнаружения и распознавания объектов без потери информации.

Это достигается тем, что в заявляемом мобильном тепловизионном комплексе, корпус которого выполнен поворотным, содержащем тепловизор, лазерный дальномер или подсветку и видеокамеру, информация от которых передается на монитор оператора, согласно изобретению, дополнительно содержит неповоротную платформу, по периметру которой установлены более двух тепловизоров с возможностью вывода информации на монитор оператора и просмотра в виде панорамного изображения.

Наличие более двух объективов тепловизора на неповоротной платформе позволяет осуществлять обзор местности получать информацию об обнаружении и распознавании объектов при наблюдении в режиме «реального времени» одновременно на 360°, что не даст возможности пропустить объект наблюдения при видимости всей панорамы, но и делает комфортной работу оператора сводя к минимуму его механические действия.

Заявляемый мобильный тепловизионный комплекс показан на Фиг. 1, где: 1 - корпус; 2 - дальномер / подсветка; 3 - тепловизор; 4 - камера; 5 - неповоротная платформа; 6 - тепловизоры дополнительные.

Корпус 1 выполнен с обеспечением возможности вращения по азимуту - вкруговую, то есть на 360°. В корпусе 1 расположены дальномер 2, либо инфракрасная подсветка; тепловизор 3 c zoom-объективом для обнаружения и распознавания объектов и видеокамера 4 день/ночь с zoom-объективом.

На передней панели корпуса 1 расположен объектив тепловизора 3 и объектив видеокамеры 4. Сами эти устройства размещены внутри корпуса упомянутого блока. Корпус 1 имеет основание (не показано на чертеже) для крепления его на внешних поверхностях. В частности, для установки на крыше автомобиля основание имеет магнит или магниты большой индукции.

Управление поворотным устройством возможно как с пульта управления с джойстиком, ноутбука, смартфона или планшета.

Дополнительно корпус 1 имеет неповоротную платформу 5, в которой установлены по периметру дополнительные тепловизоры 6 в количестве > 2 для непрерывного кругового обзора.

Поворот в азимутальной плоскости осуществляется путем механического управления оператором с помощью пульта управления мобильного тепловизионного комплекса.

Мобильный тепловизионный комплекс имеет в своем составе комплект программного обеспечения, которое позволяет осуществлять, цифровую стабилизацию тепловизионных и видео изображений. Этот режим позволяет удерживать стабильное изображение на экране монитора при колебаниях, возникающих, например, при движении автомобиля по неровной поверхности. Также программное обеспечение позволяет управлять положением оптических осей тепловизора и видеокамеры, позволяя наводить их поле зрения в необходимую точку пространства. Кроме того, позволяет при работе с видеокамерой или тепловизором создавать и отображать на экране монитора панорамные изображения, которые затем могут использоваться как вспомогательная информация.

Программное обеспечение мобильного тепловизионного комплекса позволяет осуществлять совокупность следующих режимов работы:

- управление в ручном режиме с помощью стандартных органов управления компьютера (клавиатура, манипулятор «Мышь», манипулятор «трек-бол», манипулятор «джойстик»);

- режим автоматизированного создания панорамных изображений с каждого тепловизора и камеры;

- режим работы с изображениями от каждого устройства передачи информации отдельно, включая режим «приближение / удаление»;

- режим программного сканирования местности по заранее задаваемым оператором траекториям;

- режим автоматического или ручного документирования обстановки в виде записей одиночных стоп-кадров или непрерывных видеороликов;

- режим подстройки тепловизора под температурные особенности наблюдаемой местности;

- режим автоматического сопровождения движущихся объектов по видеоизображению.

В описании устройства не будем рассматривать оптическую схему, поскольку она не касается предмета изобретения.

Мобильный тепловизионный комплекс осуществляет автономную работу при подключении его к процессорным блокам (компьютерам), имеющим на входе устройства преобразования аналогового видеосигнала в цифровой. Также мобильный тепловизионный комплекс работает с использованием беспроводной связи WiFi и 3G/4G/5G, что позволяет осуществлять вращение поворотным устройством, обзор и просматривать видео на бортовом мониторе, ноутбуке или на смартфоне с предустановленным приложением.

Описание работы заявляемого мобильного тепловизионного комплекса.

Для обеспечения максимальной эффективности использования мобильный тепловизионный комплекс устанавливается на высоте, в результате чего обзор становится более обширным особенно в условиях пересеченной местности. В частном случае использования - это может быть крыша автомобиля, на которую заявляемый комплекс устанавливают при помощи магнитов большой индукции, закрепленных на основании корпуса.

При подключении мобильный тепловизионный комплекс по умолчанию включается в режиме работы с тепловизором. Для перехода в режим работы с видеокамерой необходимо активировать данную функцию. Оператор управляет с помощью манипулятора поворотом мобильного тепловизионного комплекса, в результате чего направляет видеокамеру 4 или тепловизор 3 в азимутальной плоскости в выбранном направлении, наблюдая видео или теплоизображения на экране монитора.

Текущая видеоинформация от дополнительных тепловизоров 6 в реальном времени также передается и одновременно отображается на экране монитора, предоставляя оператору возможность контроля обстановки путем наблюдения и анализа всех получаемых изображений. По команде оператора возможно переключение изображения от видеокамеры 4 на монитор, или изображения от тепловизора 3 на монитор. Также информацию от дополнительных тепловизоров 6 можно просматривать в виде панорамного изображения. В этом случае оператор имеет возможность с большей вероятностью обнаружить и идентифицировать искомые объекты. При определении объекта слежения дополнительными тепловизорами 6, оператор переключается на тепловизор 3 или камеру 4 и с помощью режима «приближение / удаление» может идентифицировать объект, а также с помощью дальномера 2 определить расстояние.

Соответствие заявляемого технического решения критерию "существенные отличия" определяется тем, что благодаря признакам, отличающим предлагаемое устройство от его прототипа, у устройства появились новые свойства: высокая скорость обнаружения и распознавания объектов без потери информации.

Данные свойства, обуславливающие достижение технического результата изобретения, отсутствуют у всех известных устройств аналогичного назначения и определяют преимущества предлагаемого технического решения по отношению к прототипу.

Пример использования заявляемого мобильного тепловизионного комплекса.

Заявляемый мобильный тепловизионный комплекс был использован в поисково-спасательной операции на территории Московской области.

Комплекс был установлен на крыше автомобиля и включал в себя: цветную видеокамеру с возможностью «приближение/удаление», основной тепловизионный окуляр с высокочувствительным VOx детектором с разрешением 640х512 пикселей и 3х zoom-объективом 75мм, инфракрасную подсветку дающую возможность видеть в полной темноте с дальностью 500 метров.

Четыре дополнительных тепловизора, расположены на неподвижной платформе на равном расстоянии друг от друга. Все объекты которые теплее по своей температуре от окружающей среды поступающие от тепловизоров отображались на мониторе пульта управления оператора. По ходу движения автомобиля оператор, не прилагая никаких усилий, с помощью четырех тепловизоров наблюдал на мониторе экрана пульта управления в панорамном виде за всей территорией на 360°.

Пример 1.

Поступила информация о человеке, который утром ушел в лесной массив за грибами и с наступлением темноты не вернулся. Был определен район поиска. Так же, с заявляемым мобильным тепловизионным комплексом, установленным на крыше автомобиля, был обследован участок в лесном массиве 5 км на 5 км. Были активизированы дополнительные тепловизоры, расположенные на неподвижной платформе с функцией панорамного обзора на мониторе. При определении «объекта» оператор переключался на основной тепловизор, приближал изображение с целью идентификации объекта поиска. Через 1,5 часа поисковых мероприятий потерявшийся в лесном массиве человек был обнаружен.

Таким образом, заявляемый мобильный тепловизионный комплекс обладает большим потенциалом обнаружения и распознавания объектов без потери информации за счет наличия дополнительных тепловизоров.

Использование: изобретение относится к радиоэлектронным устройствам и представляет собой систему наблюдения за наземной и/или надводной обстановкой с возможностями использования для круглосуточного обнаружения и наблюдения живых или отличающихся своей температурой от окружающей среды объектов. Технический результат: повышение скорости обнаружения и распознавания объектов без потери информации. Сущность: заявляемый мобильный тепловизионный комплекс, корпус которого выполнен поворотным, содержащий тепловизор, лазерный дальномер или подсветку и видеокамеру, информация от которых передается на монитор оператора, согласно изобретению дополнительно содержит неповоротную платформу, по периметру которой установлены более двух тепловизоров с возможностью вывода информации на монитор оператора и просмотра в виде панорамного изображения. 1 ил.

Мобильный тепловизионный комплекс, корпус которого выполнен поворотным, содержащий тепловизор, лазерный дальномер или подсветку и видеокамеру, информация от которых передается на монитор оператора, и неповоротную платформу, отличающийся тем, что по периметру неповоротной платформы установлены более двух тепловизоров с возможностью вывода информации на монитор оператора и просмотра в виде панорамного изображения, при этом тепловизор, расположенный в мобильном корпусе, снабжен зумирующим объективом с возможностью передачи изображения и его отображения на экране монитора в режиме приближение/удаление одновременно с видеоинформацией от тепловизоров, расположенных по периметру неповоротной платформы в реальном времени.