способ распознавания цели и устройство для его осуществления

Классы МПК:F41G7/26 оптические системы наведения
G01S7/495 радиоэлектронное подавление или радиоэлектронная защита
G01S7/51 индикаторные устройства
Автор(ы):, , , ,
Патентообладатель(и):Федеральное государственное военное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Военный авиационный инженерный университет" (г. Воронеж) Министерства обороны Российской Федерации (RU)
Приоритеты:
подача заявки:
2011-09-13
публикация патента:

Изобретение может быть использовано в системах управления огнем противовоздушной обороны. Способ заключается в том, что обнаруживают воздушную цель, выбирают угловую скорость наведения оптико-электронного модуля (ОЭМ) путем совмещения перекрестья на экране монитора с целью, переводят ОЭМ в режим автоматического слежения за целью, измеряют текущую дальность до цели, преобразуют цифровой код дальности в видеосигнал, высвечиваемый на мониторе в виде цифровой надписи. Дополнительно определяют угловые скорости движения цели путем измерений временных интервалов перемещений цели относительно заданных угловых положений, определяют угловые ускорения движения цели путем оценки динамики изменений угловых скоростей движения цели, определяют динамику изменения угловых ускорений движения цели путем вычитания последующих и предыдущих значений угловых ускорений движения цели, распознают сопровождения цели в случае, если значения динамики изменения угловых ускорений движения цели меньше заданного значения, распознают сопровождения инфракрасной ловушки в случае, если значения динамики изменения угловых ускорений движения цели больше заданного значения, при этом выдают информацию наводчику переносного комплекса о захвате инфракрасной ловушки. Технический результат заключается в повышении помехозащищенности. 2 н.п. ф-лы, 2 ил. способ распознавания цели и устройство для его осуществления, патент № 2478898

способ распознавания цели и устройство для его осуществления, патент № 2478898 способ распознавания цели и устройство для его осуществления, патент № 2478898

Формула изобретения

1. Способ распознавания цели, заключающийся в обнаружении воздушной цели, выборе угловой скорости наведения оптико-электронного модуля (ОЭМ) путем совмещения перекрестья на экране монитора с целью, переводе ОЭМ в режим автоматического слежения за целью путем ввода изображения цели внутрь строба слежения и выдачи команды «Захват», измерении текущей дальности до цели путем излучения лазерного излучения в направлении на цель и приеме отраженного от цели излучения, управлении пространственным положением лазерного излучения в направлении на цель путем выдачи команд управления соответствующих угловым координатам цели на двухкоординатный акустооптический дефлектор, преобразовании цифрового кода дальности в видеосигнал, высвечивании его на мониторе в виде цифровой надписи, отличающийся тем, что определяют угловые скорости движения цели путем измерений временных интервалов перемещений цели относительно заданных угловых положений, определяют угловые ускорения движения цели путем оценки динамики изменений угловых скоростей движения цели, определяют динамику изменения угловых ускорений движения цели путем вычитания последующих и предыдущих значений угловых ускорений движения цели, распознают сопровождения цели, в случае если значения динамики изменения угловых ускорений движения цели меньше заданного значения, распознают сопровождения инфракрасной ловушки, в случае если значения динамики изменения угловых ускорений движения цели больше заданного значения, при этом выдают информацию наводчику переносного комплекса о захвате инфракрасной ловушки.

2. Устройство распознавания цели содержит оптико-электронный модуль, в котором размещены видеодатчик визирного канала, дальномерный канал и приемное устройство, а также привод наведения и стабилизации, блок преобразования сигналов управления, автомат сопровождения цели, датчики команд управления приводами и автоматом сопровождения цели, монитор, последовательно соединенные блок масштабирования и блок электронный управления акустооптическим дефлектором, который состоит из последовательно соединенных блока термокомпенсации, сумматора, двухканального синтезатора частоты, дальномерный канал содержит передающее устройство в составе последовательно соединенных лазерного излучателя, двухкоординатного акустооптического дефлектора и выходной оптической системы, приемное устройство состоит из последовательно соединенных приемной оптической системы, фотоприемного устройства и вычислителя дальности до цели, при этом выход видеодатчика визирного канала соединен с первым входом автомата сопровождения цели, второй вход которого соединен с выходом вычислителя дальности до цели, второй выход автомата сопровождения цели, который является видеовыходом, соединен с входом монитора, а первый выход автомата сопровождения цели, который является цифровым выходом сигналов угловых ошибок, соединен с первым входом блока преобразования сигналов управления, выход которого соединен с входами привода наведения и стабилизации, выходы которого механически соединены с оптико-электронным модулем, первый и второй выходы датчиков команд управления приводами и автоматом сопровождения цели соединены соответственно со вторым входом блока преобразования сигналов управления, третьим входом управления автомата сопровождения цели, первый выход автомата сопровождения цели, который является цифровым выходом сигнала угловых ошибок, соединен с входом блока масштабирования, выходы блока электронного управления акустооптическим дефлектором соединены со вторыми входами двухкоординатного акустооптического дефлектора, причем диаметр d чувствительной площадки фотодиода фотоприемного устройства дальномерного канала удовлетворяет условию dспособ распознавания цели и устройство для его осуществления, патент № 2478898 2F·фм, где F - фокусное расстояние приемной оптической системы дальномерного канала; фм - максимальная угловая ошибка сопровождения цели оптическим прицелом, отличающийся тем, что введен блок определения помехи, вход которого соединен с выходом автомата сопровождения цели, а выход соединен со вторым входом монитора, блок определения помехи состоит из первого и n вторых элементов НЕ, первого, n вторых и n третьих пороговых устройств, первого и второго задатчиков сигналов, первого, второго и третьего элементов ИЛИ, первого, n вторых и n третьих вычитающих устройств, дифференцирующей цепи, сдвигового регистра, генератора сигналов, n элементов И, n счетчиков, n первых и n вторых ключей, делителя, причем вход блока определения угловой скорости перемещения цели является первыми входами первого и n вторых пороговых устройств, вторые входы которых соединены соответственно с первым и n вторыми выходами первого задатчика сигналов, выход первого порогового устройства соединен с входом первого элемента НЕ, входом дифференцирующей цепи и первым входом первого вычитающего устройства, выходы n вторых пороговых устройств соединены с входами первого элемента ИЛИ, выход которого соединен со вторым входом первого вычитающего устройства и первым входом сдвигового регистра, вторые и третьи входы которого соединены соответственно с выходами дифференцирующей цепи и генератора импульсов, выход первого элемента НЕ соединен с первыми входами n элементов И, третьи входы которых соединены с выходом генератора импульсов, выходы сдвигового регистра через n вторых элементов НЕ соединены со вторыми входами n элементов И, выходы которых соединены с первыми входами n счетчиков, вторые входы которых соединены с выходом дифференцирующей цепи, выходы предыдущих и последующих n счетчиков соединены соответственно с первым и вторым входами n вторых вычитающих устройств, выходы которых соединены с входами второго элемента ИЛИ, выход которого соединен с первым входом делителя, вторые входы которого соединены с выходами n первых ключей, первые и вторые входы которых соединены соответственно с выходом первого вычитающего устройства и выходами сдвигового регистра, выход делителя соединен с первыми входами n вторых ключей, вторые входы которых соединены с выходами сдвигового регистра, выходы предыдущих и последующих n вторых ключей соединены соответственно с первым и вторым входами n третьих вычитающих устройств, выходы которых соединены первыми входами n третьих пороговых устройств, вторые входы которых соединены с выходом второго задатчика, а выходы соединены с входами третьего элемента ИЛИ, выход которого является выходом блока определения помехи.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к оптическим прицелам систем наведения управляемых объектов и может быть использовано в системах управления огнем противовоздушной обороны.

Известен способ сопровождения воздушной цели, который заключается в совмещении наводчиком прицельной марки (перекрестья) визирного канала оптического прицела с целью и измерения дальности дальномерным каналом (патент РФ № 2224206 от 22.07.2002 г., МПК: 7 F41G 7/26).

Известен оптический прицел, который в своем составе содержит два канала - визирный и дальномерный. Визирный канал содержит телевизионную или(и) тепловизионную системы (ТС), включающие в свой состав соответствующий видеодатчик (ВД) и монитор для наблюдения фоноцелевой обстановки. Использование в составе прицела ТС обеспечивает совместимость прицела с автоматом сопровождения цели (патент РФ № 2224206 от 22.07.2002 г., МПК: 7 F41G 7/26).

Недостатком данного способа и оптического прицела является появление угловой ошибки наведения прицельной марки визирного канала на цель при измерении дальности по движущейся и маневрирующей цели.

Так, например, для зенитной самоходной установки «Гепард» (Германия) ошибки наведения при стрельбе составляют 3-4 мрад. Для боевых машин комплексов «Тунгуска», где введены более сложные алгоритмы формирования сигналов управления приводами, эта ошибка зависит от квалификации наводчика и составляет при средней квалификации наводчика 0,4-0,6 мрад и 0,2-0,3 мрад при высокой квалификации (Патент РФ № 2217681 от 19.07.2001 г., МПК: 7 F41G 7/20).

В ряде современных оптических прицелов систем управления с видеодатчиками визирного канала используются автоматы сопровождения цели (АСЦ), в которых, после обнаружения цели наводчиком на мониторе, на цель накладывается строб сопровождения, и АСЦ автоматически по заданному алгоритму сопровождает стробом цель и вырабатывает сигналы рассогласования - координаты цели относительно линии визирования (В.В.Молебный. Оптико-локационные системы. М.: «Машиностроение», 1981 г., глава 4).

Выходные сигналы АСЦ подаются на приводы оптического прицела, которые разворачивают оптический прицел до уменьшения сигналов рассогласования, и таким образом осуществляется автоматическое слежение за целью.

Такие автоматизированные системы сопровождения цели также имеют угловую ошибку слежения, связанную с угловой ошибкой приводов при сопровождении цели, особенно в условиях слежения за движущейся маневрирующей целью и при работе в движении. Величина этой ошибки, в зависимости от конструкции прицела и условий применения, может составлять 0,3-1,5 мрад.

Для повышения дальности измерения цели дальномер должен иметь малую угловую расходимость лазерного излучения. Ряд современных дальномеров имеет угловую расходимость лазерного излучения около 0,6 мрад.

Поэтому, в ряде случаев, ошибки слежения за целью превышают угловую расходимость лазерного излучения дальномеров, и измерение текущей дальности до цели в реальном времени невозможно.

Наиболее близким к изобретению является способ сопровождения воздушной цели, заключающийся в обнаружении наводчиком переносного комплекса воздушной цели, выборе угловой скорости наведения оптико-электронного модуля (ОЭМ) путем совмещения перекрестья на экране монитора с целью, переводе ОЭМ в режим автоматического слежения за целью путем ввода изображения цели внутрь строба слежения и выдачи команды «Захват», измерении текущей дальности до цели путем излучения лазерного излучения в направлении на цель и приеме отраженного от цели излучения, управлении пространственным положением лазерного излучения в направлении на цель путем выдачи команд управления соответствующих угловым координатам цели на двухкоординатный акустооптический дефлектор, преобразовании цифрового кода дальности в видеосигнал, высвечивании его на мониторе в виде цифровой надписи (патент РФ № 2410629 от 27.01.2010 г., МПК F41G 7/26 (2006.01), G01C 3/08 (2006.01)).

Наиболее близким к изобретению является оптический прицел, содержащий оптико-электронный модуль (ОЭМ), в котором размещены оптически сопряженные видеодатчик визирного канала и дальномерный канал. Дальномерный канал состоит из передающего устройства, включающего последовательно соединенные лазерный излучатель и выходную оптическую систему, и приемного устройства, включающего последовательно соединенные приемную оптическую систему, фотоприемное устройство и вычислитель дальности до цели. А также оптический прицел содержит привод наведения и стабилизации, блок преобразования сигналов управления, автомат сопровождения цели, датчики команд управления приводами и АСЦ и монитор. Причем выход видеодатчика визирного канала соединен с первым входом автомата сопровождения цели, второй вход которого соединен с выходом вычислителя дальности до цели, видеовыход видеодатчика визирного канала соединен с входом монитора, а цифровой выход сигналов угловых ошибок слежения за целью соединен с первым входом блока преобразования сигналов управления, выход которого соединен с входами привода наведения и стабилизации, выходы которого механически соединены с оптико-электронным модулем. Выходы датчиков команд управления приводами и АСЦ соединены со вторым входом блока преобразования сигналов управления, третьим входом управления автомата сопровождения цели и входом управления лазерного излучателя дальномерного канала.

При этом в состав оптического прицела введены последовательно соединенные блок масштабирования и блок управления акустооптическим дефлектором, включающий последовательно соединенные блок термокомпенсации, сумматор, двухканальный синтезатор частот, а также двухкоординатный акустооптический дефлектор, установленный между оптически сопряженными лазерным излучателем и выходной оптической системой передающего устройства дальномерного канала, при этом вход двухкоординатного акустооптического дефлектора соединен с выходом лазерного излучателя, а выход двухкоординатного акустооптического дефлектора соединен с входом выходной оптической системы. Цифровой выход сигналов угловых ошибок автомата сопровождения цели соединен с входом блока масштабирования. Выходы блока управления дефлектором соединены с входами двухкоординатного акустооптического дефлектора. Причем диаметр d чувствительной площадки фотодиода фотоприемного устройства дальномерного канала удовлетворяет условию: dспособ распознавания цели и устройство для его осуществления, патент № 2478898 2F·фм, где F - фокусное расстояние приемной оптической системы дальномерного канала; фм - максимальная угловая ошибка сопровождения цели оптическим прицелом (патент РФ № 2410629 от 27.01.2010 г., МПК F41G 7/26 (2006.01), G01C 3/08 (2006.01)).

Недостатком данного способа и устройства является низкая помехозащищенность, так как отсутствует возможность определения воздействия помехи в виде инфракрасной ловушки.

В процессе сопровождения воздушной цели возможны случаи перенацеливания ракеты на помеху в виде инфракрасной ловушки и ее сопровождение, при этом информативным признаком момента начала сопровождения инфракрасной ловушки является резкое возрастание динамики ускорения цели.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является повышение помехозащищенности за счет выдачи информации наводчику переносного комплекса о моменте начала сопровождении инфракрасной ловушки.

Технический результат достигается за счет того, что в способе распознавания цели, заключающемся в обнаружении наводчиком переносного комплекса воздушной цели, выборе угловой скорости наведения оптико-электронного модуля (ОЭМ) путем совмещения перекрестья на экране монитора с целью, переводе ОЭМ в режим автоматического слежения за целью путем ввода изображения цели внутрь строба слежения и выдачи команды «Захват», измерении текущей дальности до цели путем излучения лазерного излучения в направлении на цель и приеме отраженного от цели излучения, управлении пространственным положением лазерного излучения в направлении на цель путем выдачи команд управления, соответствующих угловым координатам цели, на двухкоординатный акустооптический дефлектор, преобразовании цифрового кода дальности в видеосигнал, высвечивании его на мониторе в виде цифровой надписи, дополнительно определяют угловые скорости движения цели путем измерений временных интервалов перемещений цели относительно заданных угловых положений, определяют угловые ускорения движения цели путем оценки динамики изменений угловых скоростей движения цели, определяют динамику изменения угловых ускорений движения цели путем вычитания последующих и предыдущих значений угловых ускорений движения цели, распознают сопровождения цели, в случае если значения динамики изменения угловых ускорений движения цели меньше заданного значения, распознают сопровождения инфракрасной ловушки, в случае если значения динамики изменения угловых ускорений движения цели больше заданного значения, при этом выдают информацию наводчику переносного комплекса о захвате инфракрасной ловушки.

Способ реализуется в устройстве распознавания цели, содержащим оптико-электронный модуль (ОЭМ), в котором размещены видеодатчик визирного канала и дальномерный канал, состоящий из передающего устройства, включающего соединенные лазерный излучатель и выходную оптическую систему, и приемного устройства, включающего последовательно соединенные приемную оптическую систему, фотоприемное устройство и вычислитель дальности до цели, а также привод наведения и стабилизации, блок преобразования сигналов управления, автомат сопровождения цели, датчики команд управления приводами и автоматом сопровождения цели и монитор, причем выход видеодатчика визирного канала соединен с первым входом автомата сопровождения цели, второй вход которого соединен с выходом вычислителя дальности до цели, видеовыход автомата сопровождения цели соединен с входом монитора, а цифровой выход сигналов угловых ошибок автомата сопровождения цели соединен с первым входом блока преобразования сигналов управления, выход которого соединен с входами привода наведения и стабилизации, выходы которого механически соединены с оптико-электронным модулем, выходы датчиков команд управления приводами и автоматом сопровождения цели соединены со вторым входом блока преобразования сигналов управления, третьим входом управления автомата сопровождения цели и входом управления лазерного излучателя дальномерного канала, последовательно соединенные блок масштабирования, блок электронный управления акустооптическим дефлектором, включающий последовательно соединенные блок термокомпенсации, сумматор, двухканальный синтезатор частот, а также двухкоординатный акустооптический дефлектор, установленный между лазерным излучателем и выходной оптической системой передающего устройства дальномерного канала, при этом вход двухкоординатного акустооптического дефлектора соединен с выходом лазерного излучателя, а выход двухкоординатного акустооптического дефлектора соединен с входом выходной оптической системы, цифровой выход сигналов угловых ошибок автомата сопровождения цели соединен с входом блока масштабирования, выходы блока электронного управления акустооптическим дефлектором соединены с входами двухкоординатного акустооптического дефлектора, причем диаметр d чувствительной площадки фотодиода фотоприемного устройства дальномерного канала удовлетворяет условию dспособ распознавания цели и устройство для его осуществления, патент № 2478898 2F·фм, где F - фокусное расстояние приемной оптической системы дальномерного канала; фм - максимальная угловая ошибка сопровождения цели оптическим прицелом, дополнительно введен блок определения инфракрасных ловушек, вход которого соединен с выходом автомата сопровождения цели, а выход соединен со вторым входом монитора, блок определения инфракрасных ловушек состоит из первого и n вторых элементов НЕ, первого, n вторых и n третьих пороговых устройств, первого и второго задатчиков сигналов, первого, второго и третьего элементов ИЛИ, первого, n вторых и n третьих вычитающих устройств, дифференцирующей цепи, сдвигового регистра, генератора сигналов, n элементов И, n счетчиков, n первых и n вторых ключей, делителя, причем вход блока определения угловой скорости перемещения цели является первыми входами первого и n вторых пороговых устройств, вторые входы которых соединены соответственно с первым и n вторыми выходами первого задатчика сигналов, выход первого порогового устройства соединен с входом первого элемента НЕ, входом дифференцирующей цепи и первым входом первого вычитающего устройства, выходы n вторых пороговых устройств соединены с входами первого элемента ИЛИ, выход которого соединен со вторым входом первого вычитающего устройства и первым входом сдвигового регистра, вторые и третьи входы которого соединены соответственно с выходами дифференцирующей цепи и генератора импульсов, выход первого элемента НЕ соединен с первыми входами n элементов И, третьи входы которых соединены с выходом генератора импульсов, выходы сдвигового регистра через n вторых элементов НЕ соединены со вторыми входами n элементов И, выходы которых соединены с первыми входами n счетчиков, вторые входы которых соединены с выходом дифференцирующей цепи, выходы предыдущих и последующих n счетчиков соединены соответственно с первым и вторым входами n вторых вычитающих устройств, выходы которых соединены с входами второго элемента ИЛИ, выход которого соединен с первым входом делителя, вторые входы которого соединены с выходами n первых ключей, первые и вторые входы которых соединены соответственно с выходом первого вычитающего устройства и выходами сдвигового регистра, выход делителя соединен с первыми входами n вторых ключей, вторые входы которых соединены с выходами сдвигового регистра, выходы предыдущих и последующих n вторых ключей соединены соответственно с первым и вторым входами n третьих вычитающих устройств, выходы которых соединены с первыми входами n третьих пороговых устройств, вторые входы которых соединены с выходом второго задатчика сигналов, а выходы - с входами третьего элемента ИЛИ, выход которого является выходом блока определения инфракрасных ловушек.

На фиг.1 приведена блок-схема устройства распознавания цели, где 1 - оптико-электронный модуль (ОЭМ), 2 - видеодатчик визирного канала, 3 - дальномерный канал, 4 - передающее устройство, 5 - приемное устройство, 6 - привод наведения и стабилизации ОЭМ, 7 - блок преобразования сигналов управления, 8 - автомат сопровождения цели (АСЦ), 9 - датчики команд управления приводами и АСЦ, 10 - монитор, 11 - блок масштабирования, 12 - блок электронный управления акустооптическим дефлектором, 13 - блок анализа угловой скорости движения цели, 14 - двухканальный синтезатор частот, 15 - сумматор, 16 - блок термокомпенсации, 17 - лазерный излучатель, 18 - двухкоординатный акустооптический дефлектор, 19 - выходная оптическая система, 20 - вычислитель дальности до цели, 21 - фотоприемное устройство, 22 - приемная оптическая система, 23 - наводчик.

На фиг.2 приведена структурная схема блока определения помехи, где 24, 25 - первый и n вторых элементов НЕ, 26, 27, 28 - первое, n вторых и n третьих пороговых устройств, 29, 30 - первый и второй задатчики сигналов, 31, 32, 33 - первый, второй и третий элементы ИЛИ, 34, 35, 36 - первое, n вторых и n третьих вычитающих устройств, 37 - дифференцирующая цепь, 38 - сдвиговый регистр, 39 - генератор сигналов, 40 - n элементов И, 41 - n счетчиков, 42, 43 - n первых и n вторых ключей, 44 - делитель.

Устройство распознавание цели содержит оптико-электронный модуль (ОЭМ) 1, в котором размещены оптически сопряженные видеодатчик визирного канала 2 и дальномерный канал 3, включающий передающее устройство 4 и приемное устройство 5, привод 6 наведения и стабилизации ОЭМ, блок 7 преобразования сигналов управления, автомат 8 сопровождения цели (АСЦ), датчики 9 команд управления (ДКУ) приводами и АСЦ, монитор (видеоконтрольное устройство) 10, блок 11 масштабирования (БМ), блок 12 электронный управления акустооптическим дефлектором, блок 13 определения инфракрасных ловушек.

Передающее устройство 4 дальномерного канала 3 состоит из последовательно соединенного лазерного излучателя 17, двухкоординатного акустооптического дефлектора 18 и выходной оптической системы 19.

Приемное устройство 5 дальномерного канала 3 состоит из последовательно соединенных приемной оптической системы 22, фотоприемного устройства 21 и вычислителя дальности до цели 20.

Блок электронный управления акустооптическим дефлектором 12 состоит из двухканального синтезатора частот 14, сумматора 15 и блока термокомпенсации 16.

Блок 13 определения помехи состоит из первых 24 и n вторых 25 элементов НЕ, первого 26, n вторых 27 и n третьих 28 пороговых устройств, первого 29 и второго 30 задатчиков сигналов, первого 31, второго 32 и третьего 33 элементов ИЛИ, первого 34, n вторых 35 и n третьих 36 вычитающих устройств, дифференцирующей цепи 37, сдвигового регистра 38, генератора 39 сигналов, n элементов И 40, n счетчиков 41, n первых 42 и n вторых ключей 43, делителя 44.

Блок 13 определения помехи позволяет наводчику исключить возможность сопровождения инфракрасной ловушки.

Устройство работает следующим образом.

Наводчик 23, обнаружив изображение цели на экране монитора 10, перемещая кнюпель управления приводами ДКУ 9, задает скорость наведения ОЭМ по угловым координатам и, управляя приводами ОЭМ 1, старается совместить перекрестье на экране монитора 10 с целью (фиг.1). На экране монитора имеется изображение строба захвата цели, которое в исходном состоянии, без автосопровождения цели, периодически меняет яркость. При вводе изображения цели внутрь строба слежения наводчик нажимает кнопку «Захват» ДКУ 9, и прицел переходит в режим автоматического слежения за целью, стараясь совместить перекрестье прицела (линию визирования) с целью. В режиме автосопровождения изображение строба захвата цели на экране монитора яркость не меняет.

Цель находится внутри строба сопровождения, но из-за ошибок приводов она смещена относительно линии прицеливания на некоторый угол. Цифровые коды угловых координат цели от АСЦ поступают на первый вход блока преобразования сигналов управления 7, а также поступают на вход БМ 11. Блок преобразования сигналов управления 7 преобразует их в сигналы команд управления приводом наведения и стабилизации ОЭМ 6, обеспечивая тем самым удержание цели внутри строба захвата цели.

При переходе прицела в режим автоматического слежения за целью возможно измерение текущей дальности до цели. Наводчик нажимает кнопку «Текущая дальность» ДКУ 9, при этом лазерный излучатель 17 передающего устройства 4 дальномерного канала 3 формирует лазерные импульсы с заданной частотой повторения. Цифровые коды сигналов угловых координат цели от АСЦ, поступившие на вход блока масштабирования 11, преобразуются последним, с учетом требуемых для работы коэффициентов преобразования, в цифровые коды управления дефлекторами и поступают на входы блока электронного управления дефлекторами 12. В нем входные цифровые коды управления дефлекторами преобразуются в высокочастотные сигналы управления fz и fy, которые подаются на двухкоординатный акустооптический дефлектор 18 передающего устройства 4 дальномерного канала 3, вызывая угловое смещение лазерного пучка на величину, пропорциональную величине измеренных угловых координат цели. Тем самым, несмотря на угловое смещение цели относительно оптической оси прицела, лазерный пучок передающего устройства 4 дальномерного канала 3 направлен на цель.

Отраженное от цели лазерное излучение попадает на входной зрачок приемной оптической системы 22 приемного устройства 5 дальномерного канала 3 и фокусируется на фотодиоде фотоприемного устройства 21, вызывая появление на его выходе электрического импульса, задержанного относительно излученного лазерного импульса на время, пропорциональное дальности до цели.

Вычислитель дальности до цели 20 приемного устройства 5 дальномерного канала 3 измеряет этот временной интервал и формирует цифровой код дальности, который может АСЦ преобразоваться в видеосигнал и высвечиваться на мониторе 10 в виде цифровой надписи (фиг.1). Цифровой код дальности может поступать в вычислитель системы управления огнем для принятия соответствующих решений.

Блок 11 масштабирования обеспечивает сопряжение измеренных угловых координат цели и величин цифровых кодов управления дефлекторами, чтобы обеспечить равенство углового смещения лазерного излучения дальномерного канала и величины измеренных угловых координат цели. Пусть величина вектора угловых координат цели относительно перекрестья прицела, измеренная АСЦ, равна способ распознавания цели и устройство для его осуществления, патент № 2478898 . Его проекции на координатные оси x и y в ТС равны ф х и фy.

Модуль вектора угловых координат цели может быть записан в виде:

способ распознавания цели и устройство для его осуществления, патент № 2478898

где ho - величина смещения цели в фокальной плоскости входного объектива видеодатчика визирного канала, имеющего фокусное расстояние Fo. Иначе, связывая величину углового смещения цели в фокальной плоскости входного объектива видеодатчика визирного канала и величину цифрового кода угловых координат цели на выходе АСЦ, можно написать: ф ц·Ko=Dц, где Kо - коэффициент пропорциональности АСЦ, Dц - числовой код положения цели, смещенной на угол фц относительно линии прицеливания. Код Dц формируется на выходе АСЦ, и, следовательно, он равен

способ распознавания цели и устройство для его осуществления, патент № 2478898

Блок электронный управления акустооптическим дефлектором 12, в простейшем случае, состоит из двухканального синтезатора частот 14. При выполнении двухкоординатного акустооптического дефлектора 18 из монокристалла парателлурита угол сканирования дефлектора может составлять 3 градуса при изменении высокочастотных сигналов управления fz и fy в частотном диапазоне 64-96 МГц. Центральная частота высокочастотных сигналов равна 80 МГц. При этой частоте направление лазерного пучка на выходе дальномерного канала 3 коллинеарно оптической оси прицела. Время переключения дефлектором лазерного пучка из одного углового положения в произвольное другое составляет не более 20 мкс.

Блок электронный управления акустооптическим дефлектором 12 может быть реализован, например, на двух цифровых микросхемах синтезатора частот AD9851. При использовании 13-разрядного входа управления по каждому каналу синтезатора дефлектор обеспечивает угловое смещение лазерного пучка на своем выходе, равное 1,35 угловых секунды на единицу команды управления, подаваемой на вход блока управления.

Угол отклонения способ распознавания цели и устройство для его осуществления, патент № 2478898 д лазерного пучка на выходе передающего устройства 4 дальномерного канала 3 можно представить выражением: способ распознавания цели и устройство для его осуществления, патент № 2478898 дд·Dа·Г п, где

Кд - совместный коэффициент пропорциональности для синтезатора частот и акустооптического дефлектора; Гп - угловое увеличение выходной оптической системы 18; Da - величина кода управления, поданная на вход синтезатора частот.

В предлагаемом изобретении угловое увеличение выходной оптической системы может составлять величину от 1/2 до 1/8 в зависимости от решаемых задач. Для обеспечения равенства углового смещения лазерного излучения дальномерного канала и величины измеренных угловых координат цели, т.е. ф ц=способ распознавания цели и устройство для его осуществления, патент № 2478898 д, коэффициент передачи блока масштабирования 11 определяется в виде: Кбм=Da/Dц =1/(Кд·Ко·Гп).

Зависимость угла отклонения способ распознавания цели и устройство для его осуществления, патент № 2478898 д лазерного пучка на выходе передающего устройства 4 дальномерного канала 3 более полно, с учетом рабочей температуры Тт оптического прицела, можно представить выражением:

способ распознавания цели и устройство для его осуществления, патент № 2478898 дд·Dа·Г пт·способ распознавания цели и устройство для его осуществления, патент № 2478898 Т·Гп,

где Кт - температурный коэффициент, равный ориентировочно 10-3 ;

способ распознавания цели и устройство для его осуществления, патент № 2478898 Т=(Тт-25°С).

При работе прицела в широком температурном диапазоне, особенно с очень узконаправленным лазерным пучком дальномерного канала, учитывается влияние температуры.

Блок электронный управления акустооптическим дефлектором 12 состоит в этом случае из двухканального синтезатора частот 13, сумматора 14 и блока термокомпенсации 15. Блок термокомпенсации 15 формирует на выходе цифровой сигнал Dт=-Kт ·способ распознавания цели и устройство для его осуществления, патент № 2478898 Т·Гп. После сложения в сумматоре 14 сигналов Dт и Da влияние температуры на угол сканирования устраняется. Реализация функции суммирования кодов и формирования сигнала Dт легко реализуется на основе современных микропроцессоров и датчиков температуры, например AD22100 ST.

Диаметр d чувствительной площадки фотодиода фотоприемного устройства дальномерного канала должен соответствовать величине dспособ распознавания цели и устройство для его осуществления, патент № 2478898 2F·фм, где F - фокусное расстояние приемной оптической системы дальномерного канала, фм - максимальная угловая ошибка сопровождения цели оптическим прицелом. Это необходимо для приема отраженных от цели лазерных импульсов при угловом смещении цели относительно оптической оси прицела. При этом диаметр фотодиода для условий: F=200 мм, фм=5 угл. мин равен 0,58 мм, выпускаемые промышленностью фотодиоды, предназначенные для приема коротких лазерных импульсов, например фирмы HAMAMATSU, имеют целый ряд диаметров фоточувствительных площадок, в том числе 0,5 и 1,0 мм.

Определение момента начала воздействия помехи в виде инфракрасной ловушки осуществляется на основе анализа динамики изменения углового ускорения при сопровождении воздушного объекта.

В процессе перемещения цели осуществляется подача сигнала об угловом положении цели с выхода автомата 8 захвата, который поступает на первые входы первого 26 и n вторых 27 пороговых устройств, на вторые входы которых поступают сигналы соответственно с первого и n вторых выходов первого 29 задатчика сигналов.

В момент прохода цели относительно первого заданного углового положения происходит выдача сигнала с выхода первого 26 порогового устройства на входы первого 24 элемента НЕ, дифференцирующей цепи 37 и первый вход первого 34 вычитающего устройства, что обеспечивает фиксацию момента времени и углового положения цели при проходе целью первого фиксированного углового значения, кроме того, осуществляется обнуление сдвигового регистра 38 и n счетчиков 41 за счет выдачи сигнала с выхода дифференцирующей цепи 37 на их вторые входы.

Фиксация момента времени прохода целью относительно первого углового положения осуществляется за счет выдачи сигнала с выхода первого 24 элемента НЕ на первые входы n элементов И 40, при этом на вторые и третьи входы которых поступают сигналы соответственно с выходов n вторых 25 элементов НЕ и генератора 39 импульсов, а с выходов n элементов И сигналы поступают на первые входы n счетчиков.

В процессе дальнейшего движения цели происходит выдача сигнала с выхода n вторых 27 пороговых устройств на вход первого 31 элемента ИЛИ, с выхода которого сигнал поступает на второй вход первого 34 вычитающего устройства и первый вход сдвигового регистра 38, с выходов которого сигналы поступают через n вторых 25 элементов НЕ на вторые входы n элементов И 40, обеспечивая n счетчиками 41 определения временных интервалов, соответствующих угловой скорости движения цели относительно заданных угловых положений.

Определения динамики изменения угловой скорости движения цели осуществляется за счет выдачи сигналов с выходов предыдущих и последующих n счетчиков 41 соответственно на первые и вторые входы n вторых 35 вычитающих устройств. С выходов которых сигналы, соответствующие динамике изменения временных интервалов, через входы второго 32 элемента ИЛИ поступают на первые входы делителя 44, на вторые входы которого поступают сигналы, соответствующие угловым значениям цели с выхода n первых 42 ключей.

Формирование сигналов, соответствующих угловым значениям, проходимых целью относительно первого заданного значения, обеспечивают n первых 42 ключи за счет поступления сигналов на их первые и вторые входы соответственно с выхода первого 34 вычитающего устройства и выходов сдвигового регистра 38.

С выхода делителя 44 сигналы, соответствующие угловому ускорению цели, поступают на первые входы n вторых 43 ключей, на вторые входы которых поступают сигналы с выходов сдвигового регистра 38.

С выходов предыдущих и последующих n вторых 43 ключей сигналы, соответствующие угловым ускорениям цели, поступают соответственно на первые и вторые входы n третьих 36 вычитающих устройств, с выходов которых поступают на первые входы n третьих 28 пороговых устройств, на вторые входы которых поступают сигналы с выхода второго 30 задатчика.

В случае если уровень поступающих сигналов на первые входы n третьих 36 пороговых устройств не превышает уровень сигнала, поступающего на вторые входы, то в данном случае не выдается сигнал не из одного из выходов n третьих 28 пороговых устройств, это свидетельствует о сопровождении истинной цели.

В случае если уровень одного из поступающих сигналов на первые входы n третьих 36 пороговых устройств превышает уровень сигнала на одном из их вторых входов, то в данном случае выдается сигнал из одного из выходов n третьих 28 пороговых устройств, который через один из входов третьего 33 элемента ИЛИ поступает на второй вход монитора 10, предупреждая наводчика 23 о захвате инфракрасной (тепловой) ловушки.

Наводчик на основе данной информации осуществляет сброс команды «Захват», тем самым исключает возможность сопровождения инфракрасной ловушки.

Таким образом, на основе анализа динамики изменения углового ускорения сопровождаемого воздушного объекта можно распознать, сопровождается цель или помеха.

Скачать патент РФ Официальная публикация
патента РФ № 2478898

patent-2478898.pdf

Класс F41G7/26 оптические системы наведения

способ стрельбы ракетой, управляемой по лучу лазера -  патент 2516383 (20.05.2014)
способ корректирования траектории полета управляемого снаряда и снаряд для осуществления способа -  патент 2509975 (20.03.2014)
комбинированный оптико-электронный прибор -  патент 2497062 (27.10.2013)
способ стрельбы управляемой ракетой -  патент 2495354 (10.10.2013)
способ одновременного наведения телеориентируемых в луче управления ракет (варианты) и система наведения для его осуществления -  патент 2479818 (20.04.2013)
способ наведения по оптическому лучу ракеты, стартующей с подвижного носителя, и система наведения для его осуществления -  патент 2436033 (10.12.2011)
оптический прицел со следящим дальномером -  патент 2410629 (27.01.2011)
многоканальное оптико-электронное устройство корабельного зенитного комплекса для обнаружения и сопровождения воздушных и надводных целей (варианты) -  патент 2406056 (10.12.2010)
многоканальная система наведения, использующая эталонное изображение -  патент 2401410 (10.10.2010)
система наведения управляемого снаряда -  патент 2382315 (20.02.2010)

Класс G01S7/495 радиоэлектронное подавление или радиоэлектронная защита

Класс G01S7/51 индикаторные устройства

Наверх