СПОСОБ АДАПТИВНОЙ МАСКИРОВКИ ПОДВИЖНЫХ ОБЪЕКТОВ
METHOD FOR ADAPTIVE MASKING OF MOBILE OBJECTS

Изобретение относится к области маскировки с помощью маскировочных устройств и может быть использовано для проведения мероприятий по скрытию n- подвижных объектов (на марше) от средств оптико-электронной и визуальной разведки противника, где n=1, 2….
Известен способ для маскировки объектов, использованный в устройстве (патент РФ №93013085, класс F41H 3/00, 02.20.97), предусматривающий изменение маскируемого материала на движущихся объектах, выполненного в виде n голограмм с записанными изображениями местности или ложных объектов и пленки с управляемой прозрачностью, при изменении фона окружающей местности.
Недостатками данного аналога являются неполная точность совпадения предварительно записанных голограмм участков местности с фоном местности, по которому движется объект; нет зависимости между скоростью изменения фона за объектом (скорости движения объекта маскировки) и техническими возможностями устройств, реализующих маскировку объектов своевременно менять записанные изображения голограмм. Все недостатки повышают вероятность обнаружения и поражения объекта.
Наиболее близким к заявленному техническому решению является способ адаптивной маскировки объектов (патент РФ №2309363, класс F41H 3/00, 27.10.07). Способ-прототип заключается в том, что на маскируемом объекте используют адаптивное маскировочное покрытие, затем регистрируют фон местности за объектом посредством фотокамеры, установленной на объекте, после чего обрабатывают полученные данные и вырабатывают управляющие команды посредством ЭВМ на изменение адаптивного маскировочного покрытия в соответствии с фоном местности.
По сравнению с аналогом в способе-прототипе не требуется заготовка изображений местности, информация о фоне местности на адаптивном маскировочном покрытии изменяется в зависимости от фона, по которому движется объект, что снижает вероятность несовпадения фона местности и изображения на адаптивном маскировочном покрытии.
Однако прототип имеет ряд недостатков, заключающихся в относительной сложной технической реализуемости своевременной смены информации о местности на устройстве маскировки при увеличении скорости изменения фона за объектом (скорости движения объекта), так как это зависит от скорости циркуляции и смешивания жидкости различных цветов, относительно большом цикле смены характеристик (цвета, яркости) маскирующей поверхности, отсутствием регулировки скорости движения объектов в зависимости от скорости смены фона местности на адаптивном маскировочном покрытии, что повышает вероятность обнаружения и поражения объекта.
Задачей изобретения является создание способа адаптивной маскировки подвижных объектов, заключающегося в расширении возможностей способа-прототипа, а также в разработке способа, обеспечивающего сокращение временных затрат на получение информации о фоне местности, повышение скорости смены информации о фоне местности (кадра) на адаптивном маскировочном покрытии (плазменный экран, лазерный мультимедийный проектор), регулирование скорости движения подвижных объектов в зависимости от скорости смены фона местности на адаптивном маскировочном покрытии и в целом снижение вероятности обнаружения и поражения n-подвижных объектов.
1
2
n
1
i
i
2
k
k
n
n
n
1
2
n
1
i
i
2
k
k
n
n
n
1
ν
ν
2
h
h
n
n
n
i
ν
i
ν
n
n
n
n
Эта задача решается тем, что в известном способе адаптивной маскировки подвижных объектов, заключающемся в том, что на поверхности подвижных объектов располагают адаптивное маскировочное покрытие, цвет которого изменяют в соответствии с фоном местности за объектом, предварительно регистрирующимся фотокамерой, посредством выработки управляющих команд с ЭВМ. Дополнительно оснащают подвижные объекты средствами радиосвязи и комплектами бортовой навигационной аппаратуры GPS (ГЛОНАСС), при этом с них убирают фото (видео) камеры. На беспилотном летательном аппарате (БЛА) устанавливают фото (видео) камеру, средства радиосвязи и комплект бортовой навигационной аппаратуры GPS (ГЛОНАСС). Выбирают маршрут движения колонны W, состоящей из n-подвижных объектов (Q, Q…Q). На выбранном маршруте движения с БЛА производят фото (видео) съемку фона местности (Ф(x,y) Ф(x,y)…Ф(x,y)). Для каждого фотоснимка (F, F,…F) местности с помощью комплекта бортовой навигационной аппаратуры GPS (ГЛОНАСС), установленной на БЛА, принимают значения топографических координат (F(x,y) F(x,y)…F(x.y)). С помощью комплекта бортовой навигационной аппаратуры GPS (ГЛОНАСС) n-подвижные объекты постоянно (на месте и в движении) принимают значения своих топографических координат местности (Q(x,y) Q(x,y)…Q(x,y)). До начала движения по радиосвязи передают от БЛА на n-подвижные объекты данные о фоне местности (фотоснимки) и их топографические координаты. В движении сравнивают значения принятых координат о фоне местности (фотоснимков) со значениями координат подвижных объектов. При совпадении координат подвижного объекта и координат ранее зафиксированного (сфотографированного) фона местности, то есть совпадении координат фотоснимка местности и координат подвижного объекта (x(F)=x(Q); y(F)=y(Q), …, x(F)=x(Q); y(F)= =y(Q)), транслируют полученную информацию о фоне местности (фотоснимки) на адаптивное маскировочное покрытие, установленное на объектах движения с маскировочной стороны. При этом регулируют скорость движения подвижных объектов в зависимости от скорости смены фона местности на адаптивном маскировочном покрытии.
Благодаря новой совокупности существенных признаков в заявленном способе обеспечивается сокращение временных затрат на получение информации о фоне местности, повышение скорости смены информации о фоне местности (фотоснимка) на устройстве маскировки (плазменный экран, лазерный мультимедийный проектор), регулирование скорости движения подвижных объектов в зависимости от скорости смены фона местности на адаптивном маскировочном покрытии за счет предварительной съемки местности одной фотокамерой, установленной на БЛА, и трансляции кадров этой информации одновременно всем участникам движения при совпадении координат подвижных объектов с координатами фотоснимков; регулировка скорости движения объектов в зависимости от технических возможностей аппаратуры, обеспечивающей маскировку, производить смену фотоснимков фона местности.
Проведенный анализ уровня техники позволил установить, что аналоги, характеризующиеся совокупностью признаков, тождественных всем признакам заявленного технического решения, отсутствуют, что указывает на соответствие заявленного способа условию патентоспособности «новизна». Результаты поиска известных решений в данной и смежных областях техники с целью выявления признаков, совпадающих с отличительными от прототипа признаками заявленного объекта, показали, что они не следуют явным образом из уровня техники. Из уровня техники также не выявлена известность отличительных существенных признаков, обусловливающих тот же технический результат, который достигнут в заявляемом способе. Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию патентоспособности «изобретательский уровень». «Промышленная применимость» способа обусловлена наличием элементной базы, на основе которой могут быть выполнены устройства, реализующие данный способ.
Заявленный способ поясняется чертежами, на которых показаны:
фиг.1 - комплект оборудования, устанавливающийся на БЛА;
фиг.2 - комплект оборудования, устанавливающийся на подвижных объектах;
фиг.3 - обобщенная схема реализации способа адаптивной маскировки;
фиг.4 - алгоритм регулировки скорости движения объектов.
Заявленный способ реализуется следующим образом.
Подвижные объекты, в том числе транспортные средства, совершающие марш или выполняющие другие функции, являются целью технической разведки для наблюдения, обнаружения и распознавания. Одной из технических разведок является фотографическая, функционирующая в видимом диапазоне длин волн (750-400 нм). Задача по защите от фотографической разведки сводится к обеспечению минимального контраста элементов поверхности объектов маскировки с фоном наблюдения (Меньшаков Ю.К. «Защита объектов и информации от технических средств разведки». - М.: Российский государственный гуманитарный университет, 2002. - 399 с. Стр.20-25). В настоящее время существуют способы, реализующие данный принцип маскировки для подвижных объектов. Однако сложность заключается в относительно большом времени цикла смены характеристик (цвета, яркости) маскирующей поверхности. Из анализа способа-прототипа следует, что время цикла смены характеристик (цвета, яркости) поверхности маскировки является суммой следующих составляющих:
цикла
p
a
упр
изм
Т=t+t+t+t,
цикла
где Т - время цикла смены характеристик маскирующей поверхности;
p
t - время регистрации фона местности за объектом движения;
a
t - время анализа фона местности за объектом с имеющимся фоном на устройстве маскировки;
упр
t - время подачи управляющей команды на устройство изменения характеристик поверхности маскировки;
изм
t - время изменения характеристик поверхности маскировки.
цикла
Существует зависимость между скоростью смены фона на поверхности маскировки и скоростью смены фона за объектом маскировки (скоростью движения объекта). На больших скоростях фон за объектом может изменяться достаточно быстро, что приводит к необходимости быстрого реагирования аппаратуры, обеспечивающей маскировку, то есть сокращению времени цикла смены характеристик маскирующей поверхности (Т).
Разработка способа, обеспечивающего сокращение временных затрат на получение информации о фоне местности, повышение скорости обновления информации о фоне местности на устройствах маскировки (лазерный экран, мультимедийный проектор), позволяет корректировать скорость движения всех объектов маскировки в зависимости от скорости смены фона местности на маскирующей поверхности и в целом снижает вероятность обнаружения и поражения n-подвижных объектов.
Сущность способа заключается в следующем. На беспилотный летательный аппарат (БЛА) (фиг.1) устанавливают фото (видео) камеру 5 и комплект бортового навигационного оборудования (КБНО). Состав КБНО описан в книге В.И.Дикарева, Д.В.Заренкова, Б.В.Койнаш «Космические, самолетные и вертолетные системы в деятельности оперативных служб». - СПб.; М.: Изд-во АСВ, 2004. - 171 с. Стр.13-17, 47. В него входит бортовой компьютер 3, GPS (ГЛОНАСС) антенна 4, радиостанция 2, УКВ антенна 1. Пролетая над заданным маршрутом, БЛА производит фотосъемку фона местности, фотоснимки поступают на обработку в бортовой компьютер, где им присваиваются координаты снятой местности, принятые с помощью GPS (ГЛОНАСС) антенны. Далее эта информация с помощью радиосвязи передается на все n-подвижные объекты.
На n-подвижные объекты (фиг.2) также устанавливают КБНО (бортовой компьютер 3, GPS (ГЛОНАСС) антенна 4, радиостанция 2, УКВ антенна 1) и адаптивное маскировочное покрытие 5 с маскируемой стороны, при этом с объектов снимаются фотокамеры, устанавливаемые ранее на каждом объекте движения в известном способе-прототипе. Данные о фоне местности посредством радиосвязи поступают на бортовой компьютер n-подвижных объектов, где сравниваются координаты местности и координаты подвижных объектов, принятые с помощью GPS (ГЛОНАСС) антенн. При совпадении этих координат соответствующие фотоснимки транслируются на адаптивное маскировочное покрытие.
1
i
i
2
k
i
n
n
n
1
2
n
1
i
i
2
k
k
n
n
n
Способ адаптивной маскировки объектов поясняет фиг.3. С помощью фотокамеры 3 с БЛА 2 по заранее выбранному маршруту движения колонны W производят фотосъемку фона (Ф(x,y), Ф(x,y), …Ф(x,y)) местности со своими топографическими координатами, получая фотоснимки (F, F, … F) соответствующего фона. Фотоснимки отправляют в обработку на бортовой компьютер 4, с помощью которого для каждого фотоснимка местности посредством GPS (ГЛОНАСС) антенны 1 принимают значения топографических координат местности (F(x,y) F(x,y)…F(x,y)). Эту информацию по радиоканалу передают одновременно всем n-подвижным объектам до (или во время) их движения на адаптивное маскировочное покрытие 5 с маскируемой стороны.
1
2
n
1
ν
ν
2
h
h
n
n
n
i
ν
i
ν
n
n
n
n
В исходном положении n-подвижные объекты (Q Q…Q) посредством GPS (ГЛОНАСС) антенны принимают значения своих топографических координат (Q(x,y) Q(x,y) … Q(x,y)), которые изменяются при движении объекта. Эта информация также поступает на бортовой компьютер объекта, где происходит сравнение топографических координат подвижного объекта и ранее принятых топографических координат фотоснимков местности. При достижении подвижным объектом координат ранее снятого фона местности, то есть совпадении координат фотоснимка местности и координат подвижного объекта (x(F)=x(Q); y(F)=y(Q), …, x(F)=x(Q); y(F)=y(Q)), транслируют полученную информацию (фотоснимки) о фоне местности на адаптивное маскировочное покрытие, установленное на объектах движения с маскируемой стороны. При этом производят регулировку скорости движения подвижных объектов, в зависимости от скорости смены фона местности на адаптивном маскировочном покрытии.
Алгоритм регулировки скорости движения объектов в зависимости от технических возможностей аппаратуры, обеспечивающей маскировку, производить смену фотоснимков фона местности на адаптивном маскировочном покрытии, представлен на фиг.4. В блоке 1 измеряется скорость движения объекта. В блоке 2 измеряется скорость смены фона местности на адаптивном маскировочном покрытии. В блоке 3 анализируется информация о соответствии скорости движения объекта и скорости смены фотоснимков местности на адаптивном маскировочном покрытии, если не соответствует, производится регулировка скорости движения объекта (блок 5), при соответствии измеренных скоростей регулировка не производится. Регулировка скорости производится постоянно, пока присутствует необходимость в маскировке, при необходимости прекратить трансляцию фотоснимков на адаптивное маскировочное покрытие регулировка скорости не осуществляется.
В заявленном способе сокращается время цикла смены характеристик маскирующей поверхности:
цикла
упр
изм
Т=t+t,
цикла
где Т - время цикла смены характеристик маскирующей поверхности;
упр
t - время подачи управляющей команды на устройство изменения характеристик поверхности маскировки;
изм
t - время изменения характеристик поверхности маскировки.
Таким образом сокращаются временные затраты на регистрацию фона за объектом движения за счет предварительной съемки местности и записи координат фона для каждого фотоснимка посредством ЭВМ, установленной на БЛА, и передачи этой информации одновременно на все подвижные объекты. Также сокращается время анализа фона за объектом с имеющимся фоном на устройстве маскировки за счет трансляции фотоснимков местности при совпадении координат подвижных объектов и координат фотоснимков местности. Скорость движения объектов регулируется в зависимости от технических возможностей аппаратуры, обеспечивающей маскировку, производить смену фотоснимков фона местности.