Оптико-электронный модуль

Полезная модель относится к разведывательно-сигнализационным системам и к системам тревожной сигнализации и может быть использована на больших площадях для мониторинга и охраны периметра больших территорий, и автоматического дистанционного обнаружения и наблюдения за передвижением людей, техники и других целей. Преимущественно может быть использована для охраны границы.

Оптико-электронный модуль содержит видеоблок, интегрирующий цветную телевизионную камеру с моторизированным вариофокальным объективом, черно-белую телевизионную камеру высокой чувствительности с зеркально-линзовым объективом, тепловизионную камеру длинноволнового инфракрасного диапазона 8-12 мкм с переменным полем зрения, размещенный на опорно-поворотном устройстве позиционирования, электрошкаф и автоматизированное рабочее место (АРМ). Электрошкаф соединен по каналам питания с опорно-поворотным устройством, видеоблоком и автоматизированным рабочим местом. АРМ соединено по каналам управления и передачи данных с опорно-поворотным устройством и с видеоблоком.

АРМ содержит блок интеграции с распределенными системами охраны территорий и выполнено с функцией управления полезной нагрузкой видеоблока (телевизионные камеры и тепловизор) и опорно-поворотным устройством, с функцией записи и хранения информации и с функцией отображения информации. Блок интеграции осуществляет распознавание цели, ее автозахват и последующее автоспровождение, реализует функции стабилизации и коррекции видеопотока, записи, хранения и просмотра видеофрагментов и стоп кадров, панорамирует наблюдаемую местность в секторе 360°, способно работать по точкам предустановок (под точкой предустановки понимается ранее сохраненное оператором значение азимута и угла места наиболее важных объектов для наблюдения, переход на точку предустановки оператор может осуществить в любой момент времени), имеет режим автоматического сканирования заданного сектора.

Полезная модель относится к разведывательно-сигнализационным системам и к системам тревожной сигнализации и может быть использована на больших площадях для мониторинга и охраны периметра больших территорий, и автоматического дистанционного обнаружения и наблюдения за передвижением людей, техники и других целей. Преимущественно может быть использована для охраны границы.

Известно устройство для обнаружения нарушителя, содержащее телевизионную камеру (см. патент РФ 7225 с приоритетом от 15.10.1997 на полезную модель «Устройство для обнаружения нарушителя»). Недостатком данного устройства полезной модели является наличие только одного канала обнаружения.

Также известно устройство для обнаружения нарушителя, содержащее как минимум одну пару видеокамер (см. заявку на выдачу патента РФ на изобретение 2003115358 с приоритетом от 26.05.2003 «Способ обнаружения нарушителя и устройство для его реализации»). Недостатком данного устройства является сильная зависимость вероятности обнаружения нарушителя от времени суток и погодных условий.

Также известна стационарная система мониторинга, выпускаемая компанией EVPÚ Defence под маркой MIRA (см. http://www.evpudefence.com/en/products/stationary-monitoring-systems/mira), содержащая инфракрасную камеру, телевизионную камеру, поворотное устройство. Данная система мониторинга предназначена для мониторинга территорий и обнаружения движущихся объектов. Недостатком данной системы является отсутствие в системе низкоуровневой камеры, которая позволяет вести наблюдения при смене времени суток без активной подсветки, отсутствие точного сопряжения оптических осей видеокамеры и тепловизора, неравномерное распределение нагрузки на опорно-поворотное устройство, которое ведет к сокращению срока службы опорно-поворотного устройства.

Наиболее близким аналогом (прототипом) является система мониторинга, построенная на базе оптико-электронного модуля большой дальности "Фокус-Д" (см. http://www.favorit2003.ru/focus.html) включающая камеру ИК-диапазона (тепловизор), видеокамеру, поворотное устройство, автоматизированное рабочее место (АРМ).

Основным недостатком данной системы является по сути раздельная (в разное время суток) работа тепловизора и видеокамеры: видеокамера рассчитана на работу в дневное время, тепловизор - на работу в ночное время, что резко снижает эффективность работы системы. Невозможно одновременно вести наблюдение с двух видео каналов. К недостатком данной системы можно отнести применение телевизионной камеры с малым значением чувствительности, что приводит к вынужденному использованию охлаждаемой тепловизионной камеры (в составе изделия) с малым ресурсом работы в условиях малой освещенности - сумерки и рассвет.

Техническая задача, которая решается заявляемым устройством, заключается в обеспечении высокой вероятности обнаружения и распознавания объектов на больших дальностях в пределах оптической видимости независимо от времени суток.

Устройство содержит видеоблок, интегрирующий цветную телевизионную камеру с моторизированным вариофокальным объективом, черно-белую телевизионную камеру высокой чувствительности с зеркально-линзовым объективом, тепловизионную камеру длинноволнового инфракрасного диапазона 8-12 мкм с переменным полем зрения. Автоматизированное рабочее место выполнено с функцией управления видеоблоком (телевизионными камерами и тепловизором) и опорно-поворотным устройством, с функцией записи и хранения информации и с функцией отображения информации.

Оптико-электронный модуль представляет собой мультисенсорную систему. В устройстве реализована трехканальная система дневного и ночного наблюдения за объектами в видимом и инфракрасном спектре длин волн. Устройство позволяет осуществлять мониторинг территорий путем обнаружения и распознавания движущихся и неподвижных целей любого класса; автоматически сопровождает цели, панорамирует наблюдаемую местность в секторе 360°, способно работать по точкам предустановок (под точкой предустановки понимается ранее сохраненное оператором значение азимута и угла места наиболее важных объектов для наблюдения, переход на точку предустановки оператор может осуществить в любой момент времени), имеет режим автоматического сканирования заданного сектора. Интеграция с другими распределенными системами охраны территорий позволяет существенно повысить эффективность работы устройства.

На фиг.1 показана блок - схема устройства, где:

1 - видеоблок;

2 - цветная телевизионная камера с моторизированным вариофокальным объективом;

3 - тепловизионная камера инфракрасного диапазона 8-12 мкм с переменным полем зрения;

4 - черно-белая телевизионная камера высокой чувствительности с зеркально-линзовым объективом;

5 - опорно-поворотное устройство;

6 - электрошкаф;

7 - АРМ;

8 - блок интеграции.

Устройство работает следующим образом.

По заданной программе с АРМ 7 и/или под управлением оператора видеоблок 1, расположенный на опорно-поворотном устройстве 5, управляемым с АРМ 7, сканирует территорию мониторинга. Информация, фиксируемая цветной телевизионной камерой с моторизированным вариофокальным объективом 2, черно-белой телевизионной камерой высокой чувствительности 4 и тепловизионной камерой рабочего диапазона 8-12 мкм 3 поступает на АРМ 7. Интеграция трех каналов наблюдения позволяет вести наблюдение в любое время суток. Тепловизионный канал, работающий в инфракрасном спектре длин волн 8-12 мкм обеспечивает наилучшие показатели дальности обнаружения в условиях тумана и плохой видимости. Опорно-поворотное устройство 5 обеспечивает сканирование территории в диапазоне углов по азимуту - круговое (n·360)°; и по углу места ±35°.

В АРМ 7 встроен блок интеграции 8 с распределенными системами охраны любых уровней сложности. Блок интеграции 8 осуществляет распознавание цели, ее автозахват и последующее автоспровождение, реализует функции стабилизации и коррекции видеопотока, записи, хранения и просмотра видеофрагментов и стоп кадров.

При получении информации с какой-либо распределенной системы охраны, интегрированной с заявляемым устройством, происходит позиционирование оптической оси видеоблока посредством опорно-поворотного устройства на место нарушения, указываемое распределенной системой охраны. Позиционирование происходит как автоматически, так и автоматизирование под управлением оператора. Энергообеспечение устройства осуществляется посредством электрошкафа 6, который соединен с опорно-поворотным устройством 5, видеоблоком 1. Энергообеспечение АРМ 7 осуществляется от сети переменного тока напряжением 220 В ± 10%, частотой (50,0±0,5) Гц.

Устройство промышленно применимо.

В качестве конструктивных элементов могут быть использованы поставляемые промышленностью соответствующие устройства, такие как черно-белые и цветные телевизионные камеры, камеры ИК-диапазона для видеоблока 1, компьютеры и дисплеи, оснащенные специализированным программным обеспечением, реализующим функции интеграции, автозахвата и автоспровождения для АРМ 7, стабилизации видеопотока.

1. Оптико-электронный модуль, содержащий видеоблок, расположенный на опорно-поворотном устройстве, электрошкаф, автоматизированное рабочее место, выполненное с функцией управления видеоблоком и опорно-поворотным устройством, с функцией записи и хранения информации и с функцией отображения информации, видеоблок содержит цветную телевизионную камеру с моторизированным вариофокальным объективом, черно-белую телевизионную камеру высокой чувствительности с зеркально-линзовым объективом, тепловизионную камеру длинноволнового инфракрасного диапазона 8-12 мкм с переменным полем зрения, электрошкаф соединен по каналам питания с видеоблоком, опорно-поворотным устройством и автоматизированным рабочим местом, автоматизированное рабочее место соединено по каналам управления и передачи данных с опорно-поворотным устройством и с видеоблоком.

2. Оптико-электронный модуль по п.1, отличающийся тем, что автоматизированное рабочее место содержит блок интеграции с распределенными системами охраны территорий.

3. Оптико-электронный модуль по п.1, отличающийся тем, что опорно-поворотное устройство выполнено с возможностью панорамирования наблюдаемой территории в секторе 360°.

4. Оптико-электронный модуль по п.1, отличающийся тем, что автоматизированное рабочее место выполнено с функцией автозахвата и автосопровождения движущегося объекта наблюдения.

5. Оптико-электронный модуль по п.1, отличающийся тем, что автоматизированное рабочее место выполнено с функцией стабилизации видеопотока.

6. Оптико-электронный модуль по п.1, отличающийся тем, что выполнен с функцией автоматического и/или автоматизированного контроля точек предустановки.

7. Оптико-электронный модуль по п.1, отличающийся тем, что выполнен с функцией автоматического сканирования заданного сектора.