способ прицеливания

Формула изобретения

1. Способ прицеливания или наведения, заключающийся в том, что одновременно одним глазом воспринимают как минимум два изображения объекта прицеливания или наведения, отличающийся тем, что, осуществляя предварительное прицеливание или наведение, накладывают друг на друга как минимум два из упомянутых изображений, для чего изменяют воспринимаемое угловое положение одного из них путем изменения углового положения оружия или устройства наведения, а при окончательном прицеливании или наведении указанным выше путем ориентируют относительно друг друга изображения объекта прицеливания или наведения либо совмещают контрольные точки последних.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что при ориентировании упомянутые изображения центрируют друг относительно друга или совмещают, если отношение их воспринимаемых угловых размеров близко к единице.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что одно из упомянутых изображений выполняют вынесенным, т.е. сформированным вне области экранирования для упомянутого глаза пользователя естественно воспринимаемого изображения упомянутого объекта конструктивными элементами наводимого устройства и установленного на нем прицела или устройства наведения.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что отношение воспринимаемых угловых размеров упомянутых изображений обеспечивают большим 0,5 или меньшим 2,0.

5. Способ по п.1, отличающийся тем, что для прицеливания или наведения используют оба глаза.

Описание изобретения к патенту

Заявляемое изобретение относится к системам прицеливания и наведения.

Способ прицеливания (наведения), осуществляемый в соответствии с предлагаемым изобретением, может являться основой использования прицелов различного назначения (охотничьих, спортивных, для артиллерийско-стрелкового и ракетного оружия, применяемых в дневное и ночное время), а также основой использования геодезических, метрологических и наблюдательных приборов, средств оптической связи.

Уровень техники

Известно прицельное устройство (патент РФ 2158405), в котором геометрическую форму элементов наблюдательной системы выполняют с учетом того, чтобы обеспечить одновременное восприятие одним глазом преобразованного системой изображения объекта внимания и по крайней мере некоторой части не преобразованного. Данное устройство предназначено для реализации способа прицеливания (патент РФ 2155926), при котором одновременно с первоначально воспринимаемым изображением цели отчетливо воспринимают как минимум еще одно сформированное изображение цели, причем для окончательной стадии предварительного и затем для точного наведения используют наиболее удобное сочетание изображений.

Такой способ прицеливания прост в осуществлении, а предназначенное для его реализации прицельное устройство просто в изготовлении, однако он предполагает использование изображения прицельной марки, которое необходимо сформировать. Здесь важным является то, что упомянутые различные изображения объекта внимания при реализации упомянутого способа используются лишь для восприятия и идентификации цели.

К другим недостаткам такого способа следует отнести то обстоятельство, что он не учитывает:

- высокую точность автокорреляционного и псевдоавтокорреляционного совмещения изображений;

- генетически заложенные особенности зрения человека, связанные с появлением бинокулярного эффекта при восприятии различных по масштабу (в некоторых пределах) изображений объекта внимания левым и правым глазами, что связано с инвариантностью зрительного восприятия к преобразованиям масштаба.

Сущность изобретения

Изобретение направлено на решение задач:

- уменьшения времени прицеливания (наведения);

- повышения точности прицеливания (наведения);

- расширение области возможного применения прицелов;

- упрощения конструкции дневных, ночных и тепловизионных прицелов, а также оружия;

- снижения массы, габаритов и себестоимости прицелов, а также оружия.

Сказанное выше относится к геодезическим, метрологическим и наблюдательным приборам, средствам оптической связи.

Заявляемый технический результат по представляемому изобретению достигается следующим.

В способ прицеливания или наведения, заключающийся в том, что одновременно одним глазом воспринимают как минимум два изображения объекта прицеливания или наведения, введен следующий отличительный признак: осуществляя предварительное прицеливание или наведение, накладывают друг на друга как минимум два из упомянутых изображений, для чего изменяют воспринимаемое угловое положение одного из них путем изменения углового положения оружия или устройства наведения, а при окончательном прицеливании или наведении указанным выше путем ориентируют относительно друг друга изображения объекта прицеливания или наведения либо совмещают контрольные точки последних.

Кроме того, в заявляемый способ могут быть введены следующие признаки: при ориентировании упомянутые изображения центрируют друг относительно друга или совмещают, если отношение их воспринимаемых угловых размеров близко к единице; одно из упомянутых изображений выполняют вынесенным, т.е. сформированным вне области экранирования для упомянутого глаза пользователя естественно воспринимаемого изображения упомянутого объекта конструктивными элементами наводимого устройства и установленного на нем прицела или устройства наведения; отношение воспринимаемых угловых размеров упомянутых изображений обеспечивают большим 0,5 или меньшим 2; для прицеливания или наведения используют оба глаза.

Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения

Заявителем в конце 1998 г. было инициативно разработано и изготовлено прицельное устройство, соответствующее упомянутому в разделе Уровень техники, на базе которого тогда же был апробирован упомянутый в разделе Уровень техники способ прицеливания.

С модификацией такого устройства, не содержащей целеуказателя, формирующего изображение прицельной марки, в конце 1999 г. заявителем был проведен комплекс испытаний, подтвердивший возможность получения представленного в разделе Сущность изобретения технического результата при использовании упомянутых в этом разделе отличительных признаков.

Особо здесь следует подчеркнуть, что технический результат использования заявляемого изобретения носит качественный характер, тяжело поддающийся оценке.

Практическая работа подтвердила, что заявляемое изобретение позволяет более чем в полтора раза уменьшить время, необходимое для прицеливания, поскольку позволяет совместить непосредственное наведение с идентификацией объекта прицеливания, например, увеличенное изображение которого (или усиленное по яркости) используется в качестве своеобразной прицельной марки (см. также ниже в части бинокулярного эффекта); позволяет расширить области возможного применения прицелов в части их применения при наведении на замаскированные или слабоконтрастные объекты, на малоразмерные объекты и в условиях пониженной освещенности благодаря тому, что поле зрения, объект внимания, цель не экранируются прицельной маркой, она не засвечивает глаз, не предполагается ее подсветка, благодаря чему уменьшается вероятность ассимиляции цели, минимизируется зрительная нагрузка на пользователя (см. также ниже в отношении бинокулярного эффекта); позволяет упростить конструкцию дневных, ночных и тепловизионных прицелов и наблюдательных приборов, прицельных комплексов, а также оружия, поскольку представляет возможность исключить из перечисленных устройств блок целеуказателя, в частности представляет возможность не иметь в оптической схеме прицела плоскости действительного изображения; позволяет при сохранении функциональных возможностей по упомянутой выше причине снизить массу (здесь и далее в отношении упомянутого в разделе Уровень техники прицельного устройства - массу удалось снизить более чем на 10%), габариты (на 40%) и себестоимость (более чем в два раза) прицелов, наблюдательных приборов, прицельных комплексов, а также оружия.

Особое значение имеет то обстоятельство, что заявляемое изобретение позволяет существенно повысить точность прицеливания. Тому есть ряд причин, основными из которых являются следующие.

Обеспечиваемая заявляемым изобретением возможность определения точности наведения по отклонению взаимного расположения различных изображений объекта прицеливания от центрированного или наложенного (при полном их совпадении по оптическим характеристикам) включает корреляционные механизмы избирательного внимания, высокочувствительные к пространственному рассогласованию (речь идет об автокорреляционном и псевдоавтокорреляционном совмещении изображений).

Известно, что бинокулярный эффект весьма неустойчив при нарушении правильной конвергенции (к примеру, допуск на параллельность оптических осей телескопических систем бинокля, имеющего четырех-кратное увеличение, составляет 12"). Заявляемое изобретение позволяет использовать данное обстоятельство, поскольку появление бинокулярного эффекта при его реализации служит фактом, подтверждающим точное наведение.

Одновременное восприятие, например, левым глазом естественного (не преобразованного) изображения объекта прицеливания и другим глазом, например, оптически увеличенного изображения упомянутого объекта при возникновении бинокулярного эффекта (правый глаз также воспринимает и естественное изображение, хотя и частично) позволяет одновременно использовать преимущества и того и другого, связанные с усреднением флуктуаций атмосферы, большим полем зрения и проч., что также положительно влияет на точность прицеливания.

Работа с вынесенным изображением дает все те преимущества, о которых подробно рассказано в первоисточниках, указанных в разделе Уровень техники. Это и возможность плавно бесконтактно менять отношение визуально воспринимаемых яркостей упомянутых изображений, и возможность, не осуществляя манипуляций с органами управления прицелом, переходить от одного изображения к другому в зависимости от внешних условий, и проч.

Заявляемый способ реализуется следующим образом (для иллюстрации взят прицел, состоящий из корпуса и полуторакратной телескопической системы Галилея, выполненной в виде телескопической линзы, срезанной по оптической оси - см. "Техника и Вооружение", 10, 2000 г., А. Гаврилов, Ю. Хмельщиков, "Для тех, кто стягивает магазины скотчем", стр. 14-15, 7 ил.). Стрелок воспринимает естественное изображение фоноцелевой обстановки, осуществляет предварительное наведение, в результате которого перед ним представляется возможность одновременно правым глазом воспринимать естественное и увеличенное изображения объекта прицеливания, а левым - только естественное.

Осуществляя предварительное прицеливание, стрелок накладывает друг на друга такие изображения, для чего изменяет воспринимаемое угловое положение одного из них путем изменения углового положения оружия, а при окончательном прицеливании указанным выше путем он ориентирует относительно друг друга изображения объекта прицеливания либо совмещает контрольные точки последних.

В момент точного совмещения проявляется бинокулярный эффект восприятия объекта прицеливания, дополнительно свидетельствующий о завершении процесса наведения. Существенно то, что такой эффект при восприятии одним глазом естественного изображения фоноцелевой обстановки и объекта прицеливания, а другим естественного восприятия части фоноцелевой обстановки и части объекта прицеливания с одновременным восприятием увеличенного изображения объекта прицеливания возможен лишь, если масштаб увеличения больше 0,5 или меньше 2.

Для правильной реализации заявляемого способа в данном исполнении прицела необходимо придать (изменив положение глаза относительно выходного зрачка упомянутой телескопической системы) больший энергетический вес увеличенному изображению (тому, которое формируется оптической системой, жестко установленной на оружии), хотя это и не обязательно.

Машинное моделирование подтвердило возможность получения заявленного технического результата и в случае использования усиленного по яркости или преобразованного по спектру изображения объекта прицеливания.