СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЛИНЕЙНОГО РАЗРЕШЕНИЯ НА МЕСТНОСТИ ИНФРАКРАСНЫХ СИСТЕМ ВОЗДУШНОЙ РАЗВЕДКИ Российский патент 2025 года по МПК B64F5/60 G01N21/00 

Изобретение относится к технической физике и может быть использовано при проведении летных (натурных) испытаний авиационных инфракрасных систем с целью их квалиметрии на основе анализа и обработки изображений наземных штриховых мир инфракрасного диапазона.

Наиболее близким аналогом, известным из уровня техники, является способ определения линейного разрешения на местности оптико-электронной системы летательного аппарата (патент на изобретение RU 2732784), в соответствии с которым на земле вдоль и поперек траектории полета летательного аппарата, оборудованного оптико-электронной системой, раскладывают и с помощью колышков максимально растягивают по горизонтали полотна мир, представляющие собой темные прямоугольные полотна из нерастяжимой прорезиненной ткани с нанесенными абсолютно белыми штрихами, затем при априорно заданных значениях высоты и курса полета летательного аппарата выполняют аэросъемку участков местности с размещенными штриховыми мирами, обрабатывают аэрофотоснимки и вычисляют оценку линейного разрешения на местности оптико-электронной системы летательного аппарата как среднее арифметическое значений оценок, полученных всеми операторами-дешифровщиками по всем изображениям мир, каждая из которых является минимальной шириной штриха в распознанных группах штрихов, в которых все штрихи наблюдаются раздельно по всей их длине, причем мира состоит из набора 19 квадратных штриховых групп, в каждой группе имеется 3 параллельных штриха одинаковой длины и ширины, соотношение длины и ширины каждого штриха составляет 5:1, с шириной штрихов в наборах мир 0,01; 0,02; 0,03; 0,04; 0,05; 0,06; 0,07; 0,08; 0,09; 0,1; 0,2; 0,3; 0,4; 0,5; 0,6; 0,7; 0,8; 0,9; 1,0 м, группы штрихов последовательно расположены на полотне миры в порядке возрастания ширины штрихов с выравниванием по краю полотна, а полотно оборудовано меткой радиочастотной идентификации.

Недостатками этих технических решений является низкая точность определения линейного разрешения на местности инфракрасных систем вследствие отсутствия учета температуры теплового тест-объекта (штриховых мир) и фона при определении линейного разрешения на местности оптико-электронной системы летательного аппарата.

Технической задачей заявляемого изобретения является развитие арсенала способов квалиметрии инфракрасных систем летательных аппаратов при проведении их испытаний.

Решение технической задачи обеспечивается за счет того, что на земле вдоль и поперек траектории полета летательного аппарата, оборудованного инфракрасной системой, раскладывают штриховые миры, представляющие из себя полотна листового материала из железа, затем при априорно заданных значениях высоты и курса полета летательного аппарата выполняют аэросъемку участков местности с размещенными штриховыми мирами, обрабатывают снимки и выполняют расчет линейного разрешения на местности инфракрасной системы летательного аппарата как среднее арифметическое значений оценок, полученных всеми операторами-дешифровщиками по всем изображениям мир, каждая из которых является минимальной шириной штриха в распознанных группах штрихов, в которых все штрихи наблюдаются раздельно по всей их длине, а значение линейного разрешения на местности инфракрасной системы рассчитывают с учетом температуры теплового тест-объекта (штриховой миры), для чего выполняют расчет линейного разрешения на местности , где L_ик – значение, полученное при проведении летного эксперимента, ΔТ_изм - разность температур теплового тест-объекта и фона, ΔТ_обн - разность температур теплового тест-объекта и фона, определенных оператором-дешифровщиком на экране монитора.

Тепловой тест-объект может быть выполнен в соответствии с патентом на промышленный образец RU 143046.

Технический результат, достигаемый совокупностью признаков заявляемого изобретения, заключается в повышении точности оценки линейного разрешения на местности инфракрасных систем пилотируемых и беспилотных летательных аппаратов на основе пересчета температуры теплового тест-объекта (штриховой миры).

Реализация заявляемого способа заключается в выполнении следующей последовательности действий.

1. Установку на земле теплового тест-объекта (штриховой миры) вдоль и поперек направления полета летательного аппарата (пилотируемого либо беспилотного). Определение температуры теплового тест-объекта (штриховой миры) путем измерения на местности температуры штрихов миры и фона. Измерение температуры проводится одновременно с выполнением аэросъемки в моменты пролета ЛА над тепловым тест-объектом (штриховой мирой). Разность температур определяется по формуле ΔТ_изм=Т_то-Т_фон, где Т_то- температура тест-объекта, Т_фон - температура фона.

2. Выполнение аэросъемки местности с размещенной на ней теплового тест-объекта (штриховой миры)с помощью инфракрасной системы при заданных значениях высоты и курса полета летательного аппарата. Испытания (полеты) проводятся при отсутствии облачности при выполнении полетов.

3. При выполнении полетов необходимо обеспечивать такое боковое удаление, расположенных на земной поверхности теплового тест-объекта (штриховой миры) от линии пути летательного аппарата, чтобы изображения теплового тест-объекта (штриховой миры) попадали в центр кадра.

4. Продольные и поперечные оси полос теплового тест-объекта (штриховой миры) должны находиться в пределах ± 10° от линий перпендикулярных и параллельных направлению полета.

5. Изображение теплового тест-объекта (штриховой миры) должно находиться в центре кадра.

6. Для вычисления оценки линейного разрешения на местности инфракрасной системы необходимо получить не менее 20 изображений теплового тест-объекта (штриховой миры).

7. Анализ полученных изображений должен выполняться не менее, чем тремя операторами-дешифровщиками.

8. Проведение анализа полученных изображений теплового тест-объекта (штриховой миры) на автоматизированном рабочем месте средств визуализации изображений. Анализ изображения проводят путем последовательного считывания изображения каждого штриха миры с различными значениями пространственных частот по всей его длине.

9. По результатам выполнения аэросъемки проводят отбор изображений со теплового тест-объекта (штриховой миры), расположенными в центре кадра, полученных при угловых колебаниях летательного аппарата, не превышающих допустимые значения (принимаются в зачет изображения, в которых расположение теплового тест-объекта (штриховой миры) от центра кадра составляет не более 20% от величины ширины захвата системы).

10. Проведение дешифрирования отобранных изображений теплового тест-объекта (штриховой миры).

11. Определение распознанной группы штрихов, в которой все штрихи наблюдаются раздельно по всей их длине и наименьшую по ширине группу штрихов, в которой все штрихи различаются раздельно по всей их длине (имеется визуальное восприятие разницы в уровне серого тона на экране между каждой светлой полосой и соседними с ней темными полосами по всей их длине).

12. Увеличение изображения распознанной группы штрихов штриховой миры до предельного значения, определение на изображении величины расстояния, укладывающихся между соседними штрихами теплового тест-объекта (штриховой миры) распознанной группы штрихов.

13. Определение на экране автоматизированного рабочего места средств визуализации изображений температур тест-объекта и фона, соответствующим уровням серого тона между каждой светлой полосой и соседними с ней темными визуально различенными полосами по формуле ΔТ_обн=Т_тоарм-Т_фонарм, где Т_тоарм- температура тест-объекта, определенная на экране автоматизированного рабочего места, Т_фонарм - температура фона, определенная на экране автоматизированного рабочего места.

14. Выполнение расчета линейного разрешения на местности , где L_ик – значение, полученное при проведении летного эксперимента, ΔТ_изм - разность температур теплового тест-объекта и фона, ΔТ_обн - разность температур теплового тест-объекта и фона, определенных оператором-дешифровщиком на экране монитора.

15. За окончательную величину линейного разрешения на местности принимается среднее арифметическое значение, полученное всеми дешифровщиками по всем дешифрированным изображениям:

,

где m – общее количество результатов дешифрирования.

Использование: для определения линейного разрешения на местности инфракрасной системы летательного аппарата. Сущность изобретения заключается в том, что на земле вдоль и поперек траектории полета летательного аппарата, оборудованного инфракрасной системой, раскладывают штриховые миры, представляющие из себя полотна листового материала из железа, затем при априорно заданных значениях высоты и курса полета летательного аппарата выполняют аэросъемку участков местности с размещенными штриховыми мирами, обрабатывают снимки и выполняют расчет линейного разрешения на местности инфракрасной системы летательного аппарата как среднее арифметическое значений оценок, полученных всеми операторами-дешифровщиками по всем изображениям мир, каждая из которых является минимальной шириной штриха в распознанных группах штрихов, в которых все штрихи наблюдаются раздельно по всей их длине, при этом одновременно с выполнением аэросъемки при пролете летательного аппарата над штриховой мирой измеряют разность температур штриха штриховой миры и фона, рассчитывают значение линейного разрешения на местности инфракрасной системы с учетом температуры штриховой миры. Технический результат: повышение точности оценки линейного разрешения на местности инфракрасных систем пилотируемых и беспилотных летательных аппаратов. 3 з.п. ф-лы.

1. Способ определения линейного разрешения на местности инфракрасной системы летательного аппарата, характеризующийся тем, что на земле вдоль и поперек траектории полета летательного аппарата, оборудованного инфракрасной системой, раскладывают штриховые миры, представляющие из себя полотна листового материала из железа, затем при априорно заданных значениях высоты и курса полета летательного аппарата выполняют аэросъемку участков местности с размещенными штриховыми мирами, обрабатывают снимки и выполняют расчет линейного разрешения на местности инфракрасной системы летательного аппарата как среднее арифметическое значений оценок, полученных всеми операторами-дешифровщиками по всем изображениям мир, каждая из которых является минимальной шириной штриха в распознанных группах штрихов, в которых все штрихи наблюдаются раздельно по всей их длине,

отличающийся тем, что одновременно с выполнением аэросъемки при пролете летательного аппарата над штриховой мирой измеряют разность температур штриха штриховой миры и фона по формуле ΔТ_изм=Т_то-Т_фон, где Т_то - температура штриха штриховой миры, Т_фон - температура фона,

рассчитывают значение линейного разрешения на местности инфракрасной системы с учетом температуры штриховой миры по формуле , где L_ик – значение, полученное при проведении летного эксперимента, ΔТ_изм - разность температур теплового тест-объекта и фона, ΔТ_обн - разность температур теплового тест-объекта и фона, определенных оператором-дешифровщиком на экране монитора.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что полотна миры состоят из алюминия, никеля, хрома, титана и их сплавов.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что штрихи миры состоят из полированных металлических пластин.

4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что штрихи миры оборудованы электроподогревом.