МНОГОКАНАЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО МУЛЬТИСПЕКТРАЛЬНОГО МОНИТОРИНГА ДИНАМИЧЕСКИХ ОБЪЕКТОВ

Устройство относится к области специального приборостроения и может быть использовано для многоканального мультиспектрального мониторинга паттернов состояния динамических объектов в условиях плохой видимости и за оптически непрозрачными преградами при решении специальных задач в области обеспечения национальной безопасности, военной безопасности, разведки, защиты населения и территории от чрезвычайных ситуаций, ликвидации последствий стихийных бедствий.
Наиболее близким техническим решением по совокупности существенных признаков является многоканальное оптико-электронное устройство корабельного зенитного комплекса для обнаружения и сопровождения воздушных и надводных целей (патент на изобретение RU №2406056), которое для детекции и сопровождения воздушных и надводных целей содержит видеокамеру высокого разрешения, тепловизионную камеру и лазерный дальномер, установленные в гермокорпусе с защитными оптическими окнами, внутренняя поверхность которого имитирует фотометрический шар Ульбрихта. Недостатком этого технического решения является невозможность реализации многоканального мониторинга при наблюдении за динамическими объектами за оптически непрозрачными препятствиями в микроволновой области электромагнитного спектра.
Техническая задача, на решение которой направлено заявленное устройство, заключается в обеспечении многоканального мультиспектрального мониторинга паттернов состояния динамических объектов в условиях плохой видимости и за оптически непрозрачными преградами в режиме реального времени.
Названная техническая задача решается за счет того, что многоканальное устройство мультиспектрального мониторинга динамических объектов включает выполненный из перфорированного материала жесткий корпус, внутри которого закреплены блок питания и многоканальный процессор обработки сигналов, к входам которых с помощью проводов подключены закрепленные на стенках корпуса блок радиолокатора, видеокамера высокого разрешения, инфракрасная камера, тепловизионная камера, терагерцовая камера, лазерная сканирующая камера, аудиорегистратор, газоанализатор, датчик температуры окружающей среды, датчик атмосферного давления, датчик влажности воздуха, модуль памяти, жидкокристаллический дисплей, экран которого выведен на внешнюю стенку корпуса устройства, и модуль беспроводной передачи данных, причем корпус оборудован разъемами для подзарядки блока питания и съема информации с выхода многоканального процессора обработки сигналов.
Корпус устройства, как правило, выполняют в виде куба со скругленными углами, размещая компоненты устройства на всех внутренних стенках, кроме нижней. Применение для изготовления куба перфорированного материала обеспечивает возможность объективного определения паттернов состояния динамических объектов и окружающей среды.
Для удобства эксплуатации жидкокристаллический дисплей, экран которого выведен на внешнюю стенку корпуса устройства, может быть выполнен сенсорным.
Для упрощения обработки результатов длительного мониторинга состояния динамических объектов модуль памяти многоканального устройства может быть выполнен съемным.
Для упрощения обработки результатов длительного мониторинга состояния динамических объектов модуль памяти многоканального устройства может быть выполнен по схеме с энергонезависимой памятью.
Для улучшения эксплуатационных характеристик многоканального устройства его корпус может быть изготовлен из противоударного пластика.
Для улучшения эксплуатационных характеристик многоканального устройства его корпус может быть изготовлен в пылевлагозащитном исполнении.
Для улучшения эксплуатационных характеристик многоканального устройства его корпус может быть оборудован креплением для штатива.
Для улучшения эксплуатационных характеристик многоканального устройства его корпус может быть оборудован креплением для фиксации на корпусе мобильного телефона.
Для улучшения обеспечения возможности широкого применения многоканального устройства его корпус может быть оборудован креплением для фиксации на корпусе беспилотного летательного аппарата.
Для улучшения обеспечения возможности широкого применения многоканального устройства его корпус может быть оборудован креплением для фиксации на корпусе передвижной роботизированной платформы.
Для упрощения эксплуатации устройства в части снижения требований к точности ориентации терагерцовой камеры его корпус может быть выполнен из радиопрозрачного материала.
Для упрощения эксплуатации устройства в части снижения требований к точности ориентации лазерной сканирующей камеры его корпус может быть выполнен из оптически прозрачного материала.
Технический результат, достигаемый приведенной совокупностью признаков, заключается в упрощении многоканального мультиспектрального мониторинга динамических объектов в условиях плохой видимости и за оптически непрозрачными преградами в режиме реального времени.
Материальным эквивалентом блока многоканального процессора обработки сигналов и блока управления является техническое решение, описанное в патенте US 20060140291 А1.
Материальным эквивалентом блока памяти является техническое решение, описанное в патенте US 8531880 В2.
Материальным эквивалентом блока беспроводной передачи данных является техническое решение, описанное в патенте US 20090264075 А1.
Материальным эквивалентом блока жидкокристаллического дисплея является техническое решение, описанное в патенте WO 2013096860 А1.
Материальным эквивалентом блока радиолокатора является техническое решение, описанное в патенте US 8981989 В2.
Материальным эквивалентом блока видеокамеры высокого разрешения является техническое решение, описанное в патенте WO 1999059332 А1.
Материальным эквивалентом блока инфракрасной камеры является техническое решение, описанное в патенте ЕР 2954670 А1.
Материальным эквивалентом блока тепловизионной камеры является техническое решение, описанное в патенте US 7977634 В2.
Материальным эквивалентом блока терагерцовой камеры является техническое решение, описанное в патенте US 8058618 В2.
Материальным эквивалентом блока времяпролетной камеры является техническое решение, описанное в патенте US 9625569 В2.
Материальным эквивалентом блока лазерного виброметра является техническое решение, описанное в патенте US 8621931 В2.
Материальным эквивалентом блока аудиорегистратора является техническое решение, описанное в патенте ЕР 2901403 А1.
Материальным эквивалентом блока газоанализатора является техническое решение, описанное в патенте US 5854685 А.
Материальным эквивалентом датчика температуры окружающей среды является техническое решение, описанное в патенте US 20160363485 А1.
Материальным эквивалентом датчика атмосферного давления является техническое решение, описанное в патенте WO 2008148649 А1.
Материальным эквивалентом датчика влажности воздуха является техническое решение, описанное в патенте US 6990847 В2.
Материальным эквивалентом радиопрозрачного материала является техническое решение, описанное в патенте на изобретение RU №2440936.
Материальным эквивалентом оптически прозрачного материала является техническое решение, описанное в патенте на изобретение RU №2233143.
Заявляемое устройство функционирует следующим образом.
Перед началом работы устройство закрепляется на поворотном креплении и стенка корпуса, на которой закреплен радиолокатор, ориентируется в сторону местонахождения динамических объектов для мониторинга паттернов их текущего состояния.
После включения источника питания с помощью жидкокристаллического дисплея, экран которого выведен на внешнюю стенку корпуса устройства и является сенсорным, в диалоговом режиме выбирается комплекс паттернов состояния динамических объектов для мультиспектрального мониторинга, включая следующие:
I) спектральный паттерн динамического объекта в области диапазона микроволнового излучения (от 1 до 100 ГГц) - с помощью радиолокатора (набор параметров приводится в патенте US 7952513 В2);
II) спектральный паттерн динамического объекта в области диапазона видимого излучения (от 400 до 800 ТГц) - с помощью видеокамеры высокого разрешения (набор параметров приводится в патенте US 8355536 В2);
III) спектральный паттерн динамического объекта в области диапазона ближнего инфракрасного излучения (от 200 до 400 ТГц) - с помощью инфракрасной камеры (набор параметров приводится в патенте US 8355536 В2);
IV) спектральный паттерн динамического объекта в области диапазона дальнего инфракрасного излучения (от 100 до 200 ТГц) - с помощью тепловизионной камеры (набор параметров приводится в патенте US 8355536 В2);
V) спектральный паттерн динамического объекта в области диапазона терагерцового излучения (от 0,3 до 3,0 ТГц) - с помощью терагерцовой камеры (набор параметров приводится в патенте US 20030085348 А1);
VI) спектральный паттерн динамического объекта, полученный с помощью аудиорегистратора (набор параметров приводится в патенте СА 2162355 С);
VII) спектральный паттерн динамического объекта, полученный с помощью лазерной сканирующей камеры (набор параметров приводится в патенте US 6057915 А).
В процессе многоканального мультиспектрального мониторинга комплекс паттернов состояния динамических объектов под управлением многоканального процессора обработки сигналов непрерывно отображается на жидкокристаллическом дисплее, экран которого выведен на внешнюю стенку корпуса устройства, и записывается в модуль памяти.
Для учета текущего состояния внешней среды в процессе мониторинга паттернов состояния динамических объектов дополнительно учитывается информация с датчиков температуры окружающей среды, атмосферного давления и влажности воздуха.
При необходимости, используя модуль беспроводной передачи данных, записанные результаты многоканального мультиспектрального мониторинга паттернов состояния динамических объектов могут быть переданы на внешнее устройство для последующей интерпретации.
По завершении процедуры многоканального мультиспектрального мониторинга паттернов состояния динамических объектов осуществляется выключение источника питания устройства.
За счет реализации компонентов устройства, обеспечивающих мониторинга динамических объектов, в одном корпусе при централизованном управлении многоканальным процессором обеспечивается достижение технического результата, состоящего в в упрощении многоканального мультиспектрального мониторинга динамических объектов в условиях плохой видимости и за оптически непрозрачными преградами в режиме реального времени.
Заявленное устройство обеспечивает многоканальный мультиспектральный мониторинг паттернов состояния динамических объектов в условиях плохой видимости и за оптически непрозрачными препятствиями.
Конструктивное единство заявленного технического решения обеспечивается тем, что элементы, входящие в состав устройства, выполнены в одном корпусе, жестко соединены проводами по топологии «активная звезда», центральным элементом которой является многоканальный микропроцессор, и запитаны от одного источника питания.
Таким образом, описанные элементы заявляемого устройства функционально взаимосвязаны и находятся в конструктивном единстве, а совокупность его существенных признаков неизвестна из уровня техники.
Заявляемое устройство является промышленно применимым, поскольку может быть реализовано предприятиями и организациями радиоэлектронной промышленности.