УСТРОЙСТВО ДЛЯ НАБЛЮДЕНИЯ

Полезная модель относится к устройствам наблюдения, предназначенным преимущественно для установки на транспортных средствах для улучшения визуального обнаружения и идентификации водителем объектов на пути следования в условиях плохой видимости и/или темное время суток.
Известна система наблюдения для транспортных средств, содержащая приемный объектив, сменный узкополосный оптический фильтр, установленный перед фотокатодом электронно-оптического преобразователя с микроканальной пластиной, объектив для переноса изображения с экрана электронно-оптического преобразователя на матрицу телевизионной ПЗС-камеры, электрически связанной с телевизионным монитором, визуализирующим изображения (RU 27864 U1 [1]). В состав системы входит по крайней мере один формирователь стробирующих импульсов, выходное импульсное напряжение которого подается на микроканальную пластину электронно-оптического преобразователя, выполняющую роль электронного затвора, два импульсных полупроводниковых лазера с блоками накачки и объективами, формирующими световые пучки подсветки, для одновременного освещения двух участков трассы с различным пространственным удалением от наблюдателя, связанных с задающим генератором импульсов через два ждущих генератора и два блока регулируемых задержек. Ждущий генератор и блок накачки полупроводникового лазера для освещения ближних участков трассы соединены через блоки деления частоты с целью снижения мощности подсветки, а дальние участки трассы освещаются вторым полупроводниковым лазером с частотой, определяемой задающим генератором импульсов, причем электронно-оптический преобразователь открывается длинным импульсом стробирующего генератора, что позволяет наблюдать сразу всю заданную длину трассы. Для ближнего участка трассы длительность стробирующего импульса близка к длительности импульса подсветки и, в итоге, на мониторе видны сразу два участка трассы. Стробирование электронно-оптического преобразователя проводится пачками импульсов заданной частоты с длительностью одного импульса, равного по длительности оптическому лазерному импульсу, путем подачи его на фотокатод электронно-оптического преобразователя. Кроме этого, для одновременного наблюдения ближних и дальних участков трассы используется быстрое сканирование управляемой задержкой импульсов строба электронно-оптического преобразователя, причем скорость сканирования задержки определяется заданной длиной трассы и осуществляется внутри временного интервала телевизионного полукадра, а количество циклов сканирования меняется через регулируемый блок повторения циклов в зависимости от видимости на трассе и скорости движения транспортного средства, при этом первичная синхронизация процессов запуска лазера и стробирования электронно-оптического преобразователя производится через ждущий генератор пачек и блоки регулируемых задержек посредством кадрового синхроимпульса от синхрогенератора телевизионной камеры. Недостатком известного устройства является ограниченный спектральный диапазон, определяющийся спектральной характеристикой чувствительности фотокатода электронно-оптического преобразователя и длинной волны излучающего лазера, что делает невозможной работу в ИК области спектра, и невозможность наблюдения без собственного источника излучения.
Известна система видеонаблюдения с транспортного средства, находящегося в движении, содержащая несколько транспортных средств, на каждом из которых установлена видеокамера высокого разрешения с возможностью изменения ее фокусного расстояния, и(или) изменения диафрагмы, и(или) настройки на фокус для обеспечения наведения на цель, подключенную через плату видеоввода к компьютеру, к которому подключено приемно-передающее устройство транспортного средства, обеспечивающее связь по радиоканалу через приемно-передающее устройство командного пункта с компьютером командного пункта, к которому подключен монитор наблюдения. На транспортном средстве установлены датчик измерения направления его перемещения, датчик пройденного пути, ультразвуковой локационный датчик и устройство тревожной сигнализации, соединенные с компьютером транспортного средства, к которому подключены первые приводы горизонтального и вертикального перемещения видеокамеры высокого разрешения, выходы которых соединены с соответствующими входами первой пары датчиков горизонтального и вертикального углов поворота, своими выходами подключенные к компьютеру транспортного средства. Транспортное средство дополнительно содержит несколько видеокамер, подключенных к компьютеру через мультиплексор, часть из которых, с перекрывающимися секторами обзора, образует систему кругового видеонаблюдения, две видеокамеры, расположенные под определенным углом относительно друг друга, составляют систему стереонаблюдения. Кроме того, на транспортном средстве установлена маршрутная видеокамера, оборудованная вторыми приводами горизонтального и вертикального перемещения, управляющие входы которых соединены с компьютером, а вторые выходы подключены к соответствующим входам второй пары датчиков горизонтального и вертикального углов поворота, своими выходами подключенные к компьютеру транспортного средства (RU 114202 U1 [2]). Недостатком известного устройства является отсутствие системы противодействия атмосферным и оптическим помехам, что существенно ограничивает условия применения устройства.
Наиболее близким к заявляемой полезной модели по своей технической сущности является телевизионный прицел, который используется в качестве прибора для стрельбы и наблюдения (RU 67805 U1 [3]). Он содержит объектив, на визирной оси которого установлен матричный ПЗС и осветитель, состоящий из расширителя пучка, в фокусе которого находится излучатель. В состав прицела входят также блок визуализации, устройство управления и блок питания, при этом выход матричного ПЗС связан с входом устройства управления, выходы которого соединены с входами блока визуализации и излучателя. Объектив выполнен с переменным фокусом и ирисовой диафрагмой, при этом вход объектива соединен с выходом устройства управления, (но в объективе с помощью блока управления изменяется только диаметр зрачка диафрагмы), осветитель дополнительно содержит расположенный в фокальной плоскости расширителя пучка фотодиод, вход-выход которого соединен с устройством управления, при этом вход-выход последнего соединен с матричным ПЗС. Недостатком известного устройства является необходимость ручной настройки прибора в процессе использования. В частности, с помощью ручки механической фокусировки, находящейся на объективе, выставляется малый фокус, обнаруживается объект, после чего фокус увеличивается для более подробного наблюдения. Реальные значения величин, характеризующих метеорологические условия в момент работы, и соответствующие реальные величины поправки вводятся ручкой механической поправки, находящейся на объективе.
Заявляемое устройство наблюдения направлено на обеспечение его автоматической адаптации к быстро изменяющимся условиям дорожной обстановки в условиях плохой видимости и в условиях интенсивных атмосферных помех(тумана, задымления, запыления).
Указанный результат достигается тем, что устройство для наблюдения, содержащее осветитель, объектив с регулируемым фокусным расстоянием и управляемой диафрагмой, размещенный в фокальной поверхности объектива широкодиапазонный фотоприемник, выход которого соединен с входом устройства управления и обработки сигнала, выходы которого соединены с блоком визуализации, при этом в оптическом тракте устройства размещен блок оптических фильтров с дистанционным управлением, а устройство дополнено соединенным с выходом устройства управления и обработки сигнала узлом анализатора качества изображения с программным обеспечением, выход которого соединен с блоком автоматического управления объективом, блоком оптических фильтров и осветителем.
Отличительными признаками заявляемого устройства по сравнению с ближайшим аналогом являются наличие в оптическом тракте устройства блока оптических фильтров с дистанционным управлением, а так же то, что устройство дополнено соединенным с выходом устройства управления и обработки сигнала узлом анализатора качества изображения с программным обеспечением, выход которого соединен с блоком автоматического управления объективом, блоком оптических фильтров и осветителем.
Наличие устройства управления и обработки сигнала, выход которого соединен с блоком визуализации и с узлом анализатора качества изображения с программным обеспечением позволяет на основании полученной информации, поступающей от широкодиапазонного фотоприемника, вырабатывать управляющие сигналы для блока автоматического управления блоком оптических фильтров, объективом и осветителем с целью оптимизации качества изображения, поступающего на блок визуализации.
Выполнение объектива с регулируемым фокусным расстоянием и управляемой диафрагмой, наличие размещенного перед объективом блока оптических фильтров с дистанционным управлением и соединение их с блоком управления позволяет дистанционно изменять величину интенсивности и длину волны светового пучка, поступающего на широкодиапазонный фотоприемник в зависимости от дорожной обстановки и тем самым постоянно поддерживать требуемое качество изображения.
Сущность заявляемого устройства наблюдения для транспортных средств поясняется примером реализации и чертежом, на котором представлена ее блок-схема.
Устройство наблюдения для транспортных средств, содержит осветитель 1, в качестве которого может использоваться прожектор видимого или ИК-диапазона, фары, светодиоды, лазеры и т.д. Система содержит объектив 2 с регулируемым фокусным расстоянием и управляемой диафрагмой. В оптическом тракте системы размещен блок оптических фильтров 3 с дистанционным управлением, который может быть установлен перед объективом или за ним. В фокальной поверхности объектива устанавливается широкодиапазонный фотоприемник 4, выход которого соединен с входом электронного устройства управления и обработки сигнала 5. Выходы устройства 5 соединены с блоком визуализации бис узлом анализатора 7 качества изображения с программным обеспечением, выход которого соединен с блоком 8 автоматического управления блоком оптических фильтров и осветителем. Все узлы системы выполнены или комплектуются известными, промышленно выпускаемыми изделиями. В качестве средства визуализации 6 может использоваться ЖК-дисплей, в качестве электронного устройства управления и обработки сигнала 5 и узла анализатора 7 качества изображения с программным обеспечением - компьютер.
Устройство функционирует следующим образом.
Изображение наблюдаемых объектов формируется объективом 2 на фоточувствительном поле матричного фотоприемника широкого спектрального диапазона 4; рабочий спектральный диапазон выделяется блоком оптических фильтров 3. Сигнал с фотоприемника обрабатывается устройством обработки и управления 5, преобразующего видеосигнал для передачи на блок визуализации, где формируется видимое изображение объектов. Одновременно видеосигнал передается на анализатор качества изображения 7, где по заданной программе контролируется качество изображения - яркость, контрастность, разрешение и др., и определяются необходимые параметры объектива (диафрагма, фокусировка), блока фильтров (рабочий диапазон длин волн), режим работы осветителя 1, для оптимизации качества наблюдаемого изображения. Сигналы корректировки параметров передаются на блок управления объективом, фильтрами и осветителем 8, преобразующим их в сигналы исполнительным преобразующим их в сигналы исполнительным устройствам. Исполнительные устройства устанавливают оптимальное для конкретных условий наблюдения сочетание значений диафрагмы, фокусного расстояния, спектрального диапазона и режима осветителя.