ОПТИКО-ЭЛЕКТРОННЫЙ МОДУЛЬ СРЕДНЕЙ ДАЛЬНОСТИ

Полезная модель относится к оптико-электронным устройствам и представляет собой комбинированную систему круглосуточного наблюдения за наземной/надводной обстановкой в пределах прямой оптической видимости.
В основном предложенное устройство предназначено для обнаружения и распознавания целей типа человек, транспортных наземных и надводных целей, как в движении, так и в неподвижном состоянии, и относится к устройствам средней дальности видения, предназначенным для контроля обстановки на дальностях до 5 км.
Устройство может быть использовано как самостоятельный полнофункциональный прибор с широким набором возможностей по наблюдению и регистрации событий, так и в составе комплексных систем, с возможностью работы по командам целеуказания от других устройств (радаров и т.п.).
Известна двухканальная тепловизионная система, состоящая из двух тепловизионных каналов: охлаждаемого диапазона 8-12 мкм и неохлаждаемого 7-14 мкм с объективами с фиксированным фокусным расстоянием каждый (RU 79189, кл. G02B 17/08, опубликован 20.12.2008).
Недостатком данной системы является использование однопольных объективов.
Известен оптико-электронный модуль, включающий видеоблок, содержащий цветную телевизионную камеру, черно-белую телевизионную камеру и тепловизионную камеру. Исходя из указанного в решении спектрального диапазона (8-12 мкм) в видеоблоке применяется охлаждаемый тепловизор на QWIP матрице (RU 121949, кл. G08B 13/196, опубликован 10.11.2012).
Охлаждаемые тепловизоры имеют в своем составе охлаждающий блок с ограниченным ресурсом работы. Средняя наработка на отказ (отношение суммарной наработки изделия к среднему значению числа случайных отказов в течение этой наработки) тепловизоров с применением охлажадемых детекторов значительно ниже, чем у неохлаждаемых тепловизоров. Также недостатком устройства является необходимость применения отдельного блока интеграции (входит в состав автоматизированного рабочего места), выполняющего функции автосопровождения цели, записи, хранения и просмотра видеоинформации.
Также известен оптико-электронный модуль большой дальности действия, выбранный в качестве ближайшего аналога предложенной полезной модели, содержащий приборный блок, установленный на платформе, закрепленной на опорно-поворотном устройстве, выполненном с возможностью вращения в азимутальной и угломестной плоскостях. В корпусе приборного блока на опорной площадке расположены охлаждаемый тепловизор большой дальности действия с полем зрения 0,45×0,6 градуса и цветная видеокамера, а под опорной площадкой расположен нагревательный элемент. Опорно-поворотное устройство соединено с приборным блоком посредством кабеля и включает связанные с контроллером азимутальный и угломестный приводы (RU 2427006, кл. G01S 17/66, опубликован 20.08.2011).
Недостатком указанного модуля также является использование тепловизора с ограниченным ресурсом системы охлаждения.
Технический результат полезной модели состоит в увеличении средней наработки на отказ (отношение суммарной наработки изделия к среднему значению числа случайных отказов в течение этой наработки) изделия в целом в результате применения чувствительного тепловизора без использования системы охлаждения с ограниченным ресурсом при сохранении. высоких тактико-технический показателей обнаружения и распознавания объектов.
Названный технический результат достигнут в полезной модели благодаря следующей совокупности признаков.
Также как в ближайшем аналоге оптико-электронный модуль средней дальности содержит установленный на опорно-поворотном устройстве и связанный с ним посредством кабеля приборный блок, в корпусе которого размещены тепловизор и цветная видеокамера.
Опорно-поворотное устройство связано с устройствами вывода видеоизображения, блоком электропитания и процессорным блоком рабочего места.
В отличие от ближайшего аналога тепловизор предложенного оптико-электронного модуля имеет высокочувствительную неохлаждаемую матрицу и светосильный длиннофокусный объектив.
Указанный светосильный длиннофокусный объектив выполнен с возможностью смены полей зрения.
Дополнительно в приборном блоке может быть размещен лазерный дальномер.
Тепловизор, цветная видеокамера и лазерный дальномер имеют системы юстировки.
Тепловизор выполнен с возможностью работы в спектральном диапазоне 7-14 мкм. и снабжен системой цифровой обработки изображения.
Корпус приборного блока выполнен герметичным и заполнен газообразным азотом.
Приборный блок оснащен автоматической системой подогрева.
Цветная видеокамера снабжена трансфокатором.
В процессорном блоке рабочего места предложенного модуля установлено программное обеспечение для управления им.
Применение в изделии тепловизора, имеющего высокочувствительную неохлаждаемую матрицу в сочетании со светосильным объективом, позволяет проводить наблюдение за удаленными объектами при отсутствии освещенности и наличии дымовых помех.
Значительно повышает вероятность обнаружения и распознавания объектов в сложной фоноцелевой обстановке (низком контрасте цели на фоне подстилающей поверхности, наличие дыма, тумана и т.п.) применение в тепловизоре автоматического усиления и интеллектуальной системы цифровой обработки изображения.
Оптико-электронный модуль схематично изображен на фигуре чертежа.
Как видно из чертежа оптико-электронный модуль содержит приборный блок 1, установленный на платформе, закрепленной на опорно-поворотном устройстве 2. Опорно-поворотное устройство 2 выполнено с возможностью вращения в двух плоскостях: азимутальной и угломестной. При этом в азимутальной плоскости обеспечивается непрерывное круговое вращение. В корпусе приборного блока 1 размещены: неохлаждаемый тепловизор 3, видеокамера 4 и лазерный дальномер 5, оси визирования которых установлены параллельно.
Удобство и точность установки параллельности осей визирования обеспечиваются за счет применения для видеокамеры и лазерного дальномера котировочных устройств.
Приборный блок 1 соединен с опорно-поворотным устройством 2 кабелем 6. К опорно-поворотному устройству подсоединен кабель снижения 7 для коммутации с источником электропитания, процессорным блоком рабочего места 8, устройством видеозахвата или вывода видеоизображения.
Корпус приборного блока выполнен герметичным и заполнен газообразным азотом особой чистоты, что смещает точку росы внутри блока, поэтому при отключенном электропитании внутри блока не образуется конденсат и не оседает на электронные компоненты и оптические поверхности.
Система подогрева приборного блока автоматизирована и может работать как в автоматическом режиме, так и включать отдельные элементы подогрева по указанию оператора.
Установка специализированного программного обеспечения оптико-электронного модуля в процессорный блок рабочего места позволяет осуществлять следующие режимы работы:
- управление модулем в ручном режиме с помощью стандартных органов управления (клавиатуры, манипулятора типа «мышь», манипулятора «трек-бол», манипулятора «джойстик»);
- режим автоматизированного создания панорамных изображений, в том числе с возможностью установки и работы по контрольным точкам;
- режим программного сканирования местности по заранее задаваемым операторам траекториям;
- режим детектора движения с выдачей сигнала тревоги при появлении движущегося объекта либо во всем поле зрения модуля, либо в нескольких специальных зонах, задаваемых программным путем;
- режим автоматического или ручного документирования обстановки в виде записи одиночных стоп-кадров или непрерывных видеороликов;
- режим автоматического сопровождения движущихся объектов по видеоизображению.
Приборный блок, размещенный на опорно-поворотном устройстве, имеет возможность осуществлять вращение в двух плоскостях: азимутальной и угломестной. В результате вращения оптические оси приборов, установленных в приборном блоке, перемещаются в пространстве и могут занимать положение, требуемое для наблюдения за объектами.
Видеокамера 6 модуля работает в видимом диапазоне спектра и обеспечивает получение цветного и черно-белого изображение при наличии достаточной освещенности на объекте. Неохлаждаемый тепловизор 3 работает в дальнем ИК диапазоне и регистрирует как отраженное, так и собственное излучение объектов как при наличии освещенности на объекте, так и в ее отсутствии. Преимуществом использования тепловизора в составе оптико-электронного модуля является помимо всесуточного режима наблюдения возможность обнаружения объектов скрывающихся за маскировочными тентами, в подлеске и т.п. Лазерный дальномер 5 служит для определения расстояния до наблюдаемых объектов.
Управление всеми возможностями оптико-электронного модуля осуществляется дистанционно с рабочего места оператора, оснащенного по меньшей мере одним процессорным блоком с установленным специальным программным обеспечением и монитором.