Устройство голографической скрытности объектов от малогабаритных беспилотных летательных аппаратов

Авторы патента:

Полезная модель относится к области применения индивидуальной защиты (скрытности) объектов на основе формирования голографического изображения реального фона без объекта от оптико-электронных приборов малогабаритных беспилотных летательных аппаратов (МБЛА), может быть использована в военной технике. Цель разработанного устройства - скрытность объектов от оптико-электронных приборов разведки МБЛА. Данная цель достигается применением голографического изображения реального фона без объекта направленного в сторону МБЛА, производящие скрытие объектов от оптико-электронных приборов МБЛА противника в видимом диапазоне электромагнитных волн.

Известны различные технические решения с использованием голографического изображение для обеспечения индивидуальной защиты летательных аппаратов от ракет, оснащенных головками самонаведения, работающими в диапазоне частот видимого и инфракрасного спектров излучения. Сущность данных изобретений в следующем: в пространстве между летательным аппаратом и наиболее вероятным направлением возможной ракетной атаки противника формируют голографическое изображение реального источника, излучающего электромагнитные волны преимущественно в диапазоне частот видимого и инфракрасного спектра. В качестве ложной цели могут быть использованы также источники, излучающие электромагнитные волны и на других частотах, соответствующих рабочим частотам различных систем наведения ракет на воздушные цели (патент RU 2141094), а так же создания ложной цели для приближающейся ракеты путем формирования временного изображения, включающий следующие стадии: подготовку множества снарядов в каждом канале одного или большего количества сборок стволов, в котором каждый снаряд имеет корпус и задний поясок, прикрепленный к корпусу снаряда для оперативного уплотнения с соответствующим каналом ствола, и в котором указанные снаряды включают материал, формирующий изображение для имитации конкретных характеристик цели, выстрел предопределенного количества из множества снарядов из выбранных сборок стволов, и развертывание материала, формирующего изображение для получения временного изображения и создания ложной цели для приближающейся ракеты (патент RU 2247922) [1, 2].

Недостатком известных систем индивидуальной защиты является сложность их реализации и преимущественная возможность использования только при защите от средств противовоздушной обороны, управляемых наземными радиолокационными станциями. Кроме того, известные системы не могут быть использованы для индивидуальной скрытности объектов от МБЛА, оснащенных оптико-электронными приборами.

Близким аналогом является способ получения ложной цели (прототип DE 4025388 C1) [3]. Сущность данного изобретения в следующем: с помощью, по меньшей мере, одного источника когерентного излучения от обычной голограммы, голографическое изображение которой является ложная мишень, голограммы расположены на стационарном устройстве объекта обмана и как голографическое изображение восстанавливается на безопасном расстоянии от защищаемого объекта, объектом внешней замаскированности является голографическое изображение восстанавливаемое из защищаемого объекта, для реконструкции голографического изображения ложной цели используются виртуальные голограммы, атак же, восстановленное изображение объекта генерируется на соответствующем расстоянии от объекта, подлежащего защите, а восстановление голографического изображения выполняется в диапазоне длин волн от максимальной чувствительности датчика, при этом, излучения разных длин волн используются для записи голограммы, так и для восстановления голографического изображения.

Недостатком приведенного выше способа является сложность их реализации и возможность использования только при защите стационарных объектов от средств воздушной разведки в определенном секторе, что не эффективно использовать против высокой маневренности на предельно малых высотах МБЛА, при этом данный способ не позволяет обнаружить и навести голограмму в сторону МБЛА для скрытия объекта. Кроме того, известный способ не эффективно использовать из-за громоздкости конструкции и из-за дороговизны, и как следствие, для скрытия подвижных объектов.

Для обнаружения МБЛА и наведения на него устройства голографической скрытности объектов будем использовать устройство пеленгации и определения координат беспилотных летательных аппаратов состоящая из нескольких (не менее 4-х) камер кругового обзора (с разрешением матрицы от 10 до 80 мегапикселей) в оптическом диапазоне электромагнитных волн днем и ночью, углоизмерительного блока для определения направления на БЛА, блока управления подвижной головкой основанной на точном наведении излучателя на БЛА для измерения дальности, с помощью которых определяем точное местоположение в пространстве БЛА, отличающийся тем, что появление БЛА фиксируется автоматически как помеха, возникающая на кадре видеопоследовательности относительно предыдущего и используя координаты устройства (Х₁, Y₁, Z₁), и горизонтальный угол ₁ и вертикальный угол ₂ (измеренные на ориентированном в пространстве мониторе) и дальности измеренной лазерным дальномером D, с помощью которых определяется точное местоположение БЛА в пространстве (Х₂, Y₂, Z₂). и рассчитываются на ЭВМ по формулам: X₂=X₁+X (X=Dcos(₁)); Y₂=Y₁+Y (Y=Dsin(₁)); Z₂=Z₁+Z. (Z=Dsin(₂)), a автоматизированная система обработки информации позволяет определять направление движения БЛА и отображать ее на мониторе ЭВМ (126846) [4].

Недостатком данного устройство пеленгации и определения координат беспилотных летательных аппаратов является то, что он своей работой раскрывает свое местоположение и становится хорошей целью для МБЛА и не может решить задачу обеспечения своей скрытности и создать ложное голографическое проецирование в направлении МБЛА от фона противоположной стороны устройства.

Для решения этой задачи в предложенной полезной модели используется голографическая видеокамера аналог патент RU 2464608 производящего съемку фона, на котором размещен объект, направление голографического проецирования производится с помощью устройства определения пространственных координат, которые определяются по прототипу патента RU 126846, построение голографической проекции осуществляется по аналогу патента RU 2323542 [5-7].

Устройство голографической скрытности объектов от МБЛА работает следующим образом (фиг. 1). Обнаружение МБЛА в зоне ответственности оператора осуществляется с помощью камер кругового обзора 1 не менее 4-х с разрешением матрицы от 10 до 80 мегапикселей, размещенных симметрично и направленных в разные стороны так, чтобы вести наблюдение на 360°. Камеры работают посекторно в оптическом диапазоне электромагнитных волн и днем, и ночью. Появление МБЛА фиксируется автоматически как помеха 2, возникающая на кадре видеопоследовательности относительно предыдущего. Полученные данные обрабатываются на ЭВМ 10, где с помощью программного обеспечения определяются вертикальные и горизонтальные углы МБЛА на ориентированном в пространстве мониторе.

Ориентирование монитора в пространстве производится на горизонтальной плоскости с эталонными координатами, а настройка осуществляется автоматически.

Данные о вертикальном и горизонтальном углах наклона поступают на блок управления подвижной головки, в состав которого входят: устройство наведения по вертикали 3, штанги крепления устройства наведения по вертикали и по высоте 4, механизм наведения по горизонтали 5 и подвижная головка 6, которые размещены на платформе устройства наведения по горизонтали и регулировки но высоте 9. Точное наведение подвижной головки с излучателем и приемником излучения достигается с помощью применения сверхчувствительных электродвигателей обеспечивающие направление излучения на расстоянии до 20 км и более, с программным контролем изменения направлением полета МБЛА.

Таким образом, блок управления подвижной головки работает следующим образом: сигнал с ЭВМ поступает сразу на устройства наведения 3 и 5, которые поворачивают подвижную головку в сторону МБЛА одновременно с системой создания пространственных изображений 12, а размещенный в ее корпусе на 180° голографическая видеокамера 11, которая осуществляет съемку фоновой обстановки местности до размещения на нем объекта или снимает излучение от фона и объекта 7. Информация от голографической видеокамеры поступает на устройство обработки и отображения информации о координатах МБЛА и ЭВМ 10 (фиг. 1). Программное обеспечение позволяет не только определить пространственные координаты МБЛА и проконтролировать правильность наведения подвижной головки в его сторону, но производить удаление объекта из кадров видеопоследовательности или замену па отснятую заранее, без объекта фоновую обстановку. С ЭВМ 10 обработанные кадры видеопоследовательности поступают на систему для создания голографической проекции фоновой обстановки 12, откуда проецируются в сторону МБЛА 8, где формируется голографическое изображение фоновой обстановки, тем самым скрывая объекты в диапазоне частот видимого спектра. Вариант работы устройства голографической скрытности объектов от малогабаритных беспилотных летательных аппаратов приведен на фиг. 2. Излучение от фона и объекта 7 поступает в разработанное устройство голографической скрытности и после обработки проецируется в направлении МБЛА 8.

Краткое описание чертежей:

1 - камеры кругового обзора;

2 - излучение от МБЛА (фиксируется автоматически как помеха на фоне за МБЛА)

3 - устройство наведения по вертикали;

4 - штанга крепления устройства наведения по вертикали и по высоте;

5 - механизм наведения по горизонтали;

6 - подвижная головка;

7 - излучение от фона и объекта;

8 - голографическая проекция фоновой обстановки в сторону МБЛА;

9 - платформа с механизмами и устройствами;

10 - устройство обработки и отображения информации о координатах МБЛА и ЭВМ;

11 - голографическая видеокамера;

12 - система для создания голографической проекции фоновой обстановки.

Источники информации

1. Залиханов М.Ч.; Байсиев Х. - М.Х. Способ защиты летательных аппаратов от ракет, оснащенных головками самонаведения - ФИПС. Патент на полезная модель RU 2141094, 17.08.1998.

2. О'Дваер Д.М. Ложная цель - ФИПС. Патент на полезная модель RU 2247922, 17.11.2000.

3. Lindner F., Grub R., Eyring G. Verfahren zur Erzeugung eines Falschzieles - Dokumentenidentifikation. DE 4025388 С1, 20.01.1994.

4. Шишков С.В. Устройство пеленгации и определения координат беспилотных летательных аппаратов - ФИПС. Патент па полезную модель 126846, 10.04.13.

5. Аниканов А.Г., Путилин А.П., Ким Т. Оптическая система голографической видеокамеры - ФИПС. Патент на полезная модель RU 2464608, 21.02.2011.

6. Чоппе В., Брюггерт Т., Рельке И., Огте III., Клиппштайн М. Способ и система для создания пространственных изображений - ФИПС. Патент на полезная модель RU 2323542, 25.02.2004.

7. Шишков С.В., Музаи К., Устинов Е.М., Пархоменко А.В., Чернов Е.М., Щербаков А.С. Программа определения геометрических изменений на кадрах видеопоследовательности для обнаружения дистанционно пилотируемых летательных аппаратов - ФИПС. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ 201361 1694, 31.01.13.

1. Устройство голографической скрытности объектов от малогабаритных беспилотных летательных аппаратов (МБЛА), состоящее из голографической видеокамеры, системы создания пространственных изображений, камер кругового обзора, блока управления подвижной головкой, отличающееся тем, что в корпусе подвижной головки размещены относительно друг друга на 180° голографическая видеокамера и система создания пространственных изображений, которые с помощью устройства обработки и отображения информации о координатах МБЛА создают голографическую проекцию фоновой обстановки.

2. Устройство голографической скрытности объектов от МБЛА по п. 1, отличающееся тем, что конструкцию устройства направляют в сторону МБЛА, используя механизмы наведения по горизонтали, по вертикали выбирая оптимальное направление на МБЛА, с программным контролем изменения направления полета МБЛА.

3. Устройство голографической скрытности объектов от МБЛА по п. 1, отличающееся тем, что голографическое изображение формируется из фоновой обстановки, полученной голографической видеокамерой и обработкой ЭВМ изображения с помощью программного удаления объекта из кадров видеопоследовательности или замены на отснятую заранее без объекта фоновую обстановку, тем самым скрывая объекты от оптико-электронных приборов МБЛА в диапазоне частот видимого спектра.

РИСУНКИ

Похожие патенты: