Инфракрасная система кругового обзора

Полезная модель относится к технике инфракрасных (ИК) систем оптического приборостроения и может быть использована в наблюдательных и прицельных системах кругового обзора.

Инфракрасная система кругового обзора содержит неподвижное основание, установленную на нем платформу с расположенным на ней вращающимся, преимущественно вокруг вертикальной оси, оптико-механическим блоком с фотоприемным устройством и блоком предварительной обработки сигналов, снабженными приводом вращения и датчиком угла поворота по горизонту. В оптико-механическом блоке установлена ИК-оптическая система, оптически сопряженная с фотоприемным устройством и связанная с блоком предварительной обработки. Блок предварительной обработки связан с неподвижным основанием, состоящим из видеоконтрольного устройства и блока обработки оптического изображения. Сопряжение вращающегося оптико-механического блока с фотоприемным устройством и блока предварительной обработки сигналов с неподвижным основанием выполнено через блок передачи данных по оптоволокну. Платформа выполнена гиростабилизированной. Блок передачи данных по оптоволокну выполнен в виде разреза оптоволокна на две части с формированием воздушного промежутка между обеими частями оптоволокна. Одна часть оптоволокна связана с вращающимся оптико-механическим блоком, а вторая закреплена на неподвижном основании. Технический результат заключается в увеличении скорости вращения обзора ИК-системы до 60 оборотов в минуту. 2 з.п. ф-лы.

Заявляемая полезная модель относится к технике инфракрасных (ИК) систем оптического приборостроения и может быть использована в наблюдательных и прицельных системах кругового обзора.

ИК-системы обнаруживают объекты по их собственному тепловому излучению, что позволяет им работать в пассивном режиме в любое время суток. Кроме того, ИК-системы имеют высокое пространственное разрешение, что обеспечивает высокую точность определения координат объектов.

Известно устройство ИК-системы кругового обзора пространства (см. Ж.Госсорг, «Инфракрасная термография», Москва, изд. Мир, 1998 г., стр.193.), предназначенное для панорамного (кругового) обзора путем непрерывного вращения головки, содержащее ИК-оптическую систему, приемник ИК-излучения и вращающийся коллектор для вывода информации с вращающейся головки на устройство отображения информации.

Недостатками данного устройства являются:

- недостаточная область обзора, т.к. вращение головки с ИК-системой происходит только вокруг вертикальной оси;

- низкая скорость вращения головки;

- ненадежный и недолговечный в эксплуатации вращающийся коллектор для вывода информации с вращающейся головки.

Известно также устройство ИК-системы кругового обзора по патенту US 4221966, опубл. 09.09.1980 г., содержащее неподвижное основание, на котором установлена платформа с возможностью вращения относительно вертикальной оси. Поворот платформы по горизонту осуществляется приводом и контролируется датчиком угла поворота платформы, соответствующие узлы которых установлены на вращающейся платформе и неподвижном основании. На вращающейся платформе жестко установлена ИК-система, содержащая ИК-объектив, который оптически сопряжен с N-элементным (многоэлементным) приемником ИК-излучения. Приемник ИК-излучения соединен с замкнутой системой охлаждения и подключен к последовательно соединенным N-канальному блоку нормирующих усилителей, N-канальному аналого-цифровому преобразователю и электронному коммутатору. Известная ИК-система содержит также канал передачи информации, связанный с устройством отображения информации и управления, который выполнен в виде персонального компьютера с дисплеем и расположен вне платформы.

Недостатками известного аналога являются:

- требующее специальных схем управления высокочастотное коллекторное устройство;

- фоны и наводки при работе устройства, для устранения которых требуются специальные схемы и технические методы.

Наиболее близким аналогом по совокупности существенных признаков к заявляемому изобретению является ИК-система кругового обзора по патенту RU 2189049 С1, опубл. 10.09.2002, содержащая неподвижное основание, установленную на нем платформу, вращающуюся преимущественно вокруг вертикальной оси, снабженную приводом и датчиком угла поворота платформы по горизонту. На платформе установлены: ИК-оптическая система, содержащая ИК-объектив, последовательно соединенные N-элементный приемник ИК-излучения, N-канальный аналого-цифровой преобразователь и электронный коммутатор, а также канал передачи информации, расположенный вне платформы.

Недостатками известного ближайшего аналога являются:

- недостаточно высокое качество изображения информации, передаваемое с вращающейся платформы через высокочастотное коллекторное устройство в устройство отображения;

- недостаточная помехозащищенность передаваемых вращающейся платформой сигналов;

- низкая скорость вращения платформы - 40 оборотов в минуту.

Задачей, на решение которой направлена предлагаемая полезная модель, является повышение эффективности наблюдения ИК-системы кругового обзора.

Технический результат заключается в том, что скорость вращения обзора ИК-системы увеличивается до 60 оборотов в минуту.

Для достижения указанного технического результата в известном устройстве инфракрасной системы кругового обзора, содержащем неподвижное основание, установленную на нем платформу с расположенным на ней вращающимся, преимущественно вокруг вертикальной оси, оптико-механическим блоком с фотоприемным устройством и блоком предварительной обработки сигналов, снабженными приводом вращения и датчиком угла поворота по горизонту, установленную в оптико-механическом блоке ИК-оптическую систему, оптически сопряженную с фотоприемным устройством и связанную с блоком предварительной обработки сигналов, который, в свою очередь, связан с неподвижным основанием, состоящим из видеоконтрольного устройства и блока обработки оптического изображения,

- сопряжение вращающегося оптико-механического блока с фотоприемным устройством и блоком предварительной обработки сигналов с неподвижным основанием выполнено через блок передачи данных по оптоволокну;

- платформа выполнена гиростабилизированной;

- блок передачи данных по оптоволокну выполнен в виде разреза оптоволокна на две части с формированием воздушного промежутка между обеими частями оптоволокна, причем одна часть связана с вращающимся оптико-механическим блоком, а вторая закреплена на неподвижном основании.

В инфракрасной системе кругового обзора новая совокупность конструктивных элементов, а также наличие связей между ними позволяют более качественно и надежно передавать оцифрованные, предварительно обработанные сигналы с помощью оптоволоконного кабеля из вращающегося оптико-механического блока с фотоприемным устройством и блоком предварительной обработки сигналов, через блок передачи данных по оптоволокну в неподвижный модуль оптической связи для дальнейшей обработки. Кроме того, значительно увеличивается помехозащищенность передаваемых сигналов.

Сущность предложенного технического решения поясняется чертежом, на котором приведена блок-схема инфракрасной системы кругового обзора.

Инфракрасная система кругового обзора, содержит неподвижное основание 1, установленную на нем платформу 2. На платформе 2 расположен вращающийся, преимущественно вокруг вертикальной оси, оптико-механический блок 3 с фотоприемным устройством 4 и блоком предварительной обработки сигналов 5. Фотоприемное устройство 4 выполнено в виде N-элементного фотоприемника. Оптико-механический блок 3 выполнен как с узкопольной, так и широкопольной ИК-системами. В блоке предварительной обработки сигналов 5 сигнал с фотоприемного устройства 4 оцифровывается и предварительно обрабатывается. Оптико-механический блок 3, фотоприемное устройство 4 и блок предварительной обработки сигналов 5 снабжены приводом вращения 6 и датчиком угла поворота по горизонту 7. В оптико-механическом блоке 3 установлена ИК-оптическая система 8, которая оптически сопряжена с фотоприемным устройством 4 и связана с блоком предварительной обработки сигналов 5. Блок предварительной обработки сигналов 5, в свою очередь, связан с неподвижным основанием 1, которое состоит из видеоконтрольного устройства 11 и блока обработки оптического изображения 12. Сопряжение вращающегося оптико-механического блока 3 с фотоприемным устройством 4 и блоком предварительной обработки сигналов 5 с неподвижным основанием 1 выполнено через блок передачи данных по оптоволокну 9. Оптоволокно разделено на две части с формированием воздушного промежутка между обеими его частями так, что одна часть оптоволокна связана с вращающимся оптико-механическим блоком 3, а вторая часть закреплена на неподвижном основании 1. Платформа 2 выполнена гиростабилизированной. Оцифрованный сигнал передается на неподвижное основание 1 через модуль оптической связи 10.

Заявляемая ИК-система кругового обзора функционирует следующим образом. Сканирование поля обзора по горизонту обеспечивается вращением вокруг вертикальной оси вращающегося оптико-механического блока 3, снабженного датчиком угла поворота (не показан) и приводом вращения 6. Сформированное оптико-механическим блоком 3 ИК-изображение фокусируется на фотоприемном устройстве 4. Считанное N-элементным фотоприемным устройством 4 ИК-изображение поступает в блок предварительной обработки сигналов 5, где оцифровывается и предварительно обрабатывается. Далее поступает в блок передачи данных по оптоволокну 9. Использование передачи данных по оптоволокну 9, разрезанного на две части с воздушным промежутком между ними позволяет осуществить более быструю передачу данных с вращающегося оптико-механическго блока 3 на неподвижное основание 1.

Таким образом, решается поставленная задача и достигается технический результат, состоящий в более качественной и надежной передаче сигнала с большей помехозащищенностью, по сравнению с аналогами, и, как следствие, увеличение скорости вращения обзора до 60 оборотов в минуту с высоким качеством получаемого изображения, которое в дальнейшем анализируется оператором.

1. Инфракрасная система кругового обзора, содержащая неподвижное основание, установленную на нем платформу с расположенным на ней вращающимся преимущественно вокруг вертикальной оси оптико-механическим блоком с фотоприемным устройством и блоком предварительной обработки сигналов, снабженными приводом вращения и датчиком угла поворота по горизонту, установленную в оптико-механическом блоке ИК-оптическую систему, оптически сопряженную с фотоприемным устройством и связанную с блоком предварительной обработки сигналов, который, в свою очередь, связан с неподвижным основанием, состоящим из видеоконтрольного устройства и блока обработки оптического изображения, обличающаяся тем, что сопряжение вращающегося оптико-механического блока с фотоприемным устройством и блока предварительной обработки с неподвижным основанием выполнено через блок передачи данных по оптоволокну.

2. Инфракрасная система кругового обзора по п.1, отличающаяся тем, что платформа выполнена гиростабилизированной.

3. Инфракрасная система кругового обзора по п.1, отличающаяся тем, что блок передачи данных по оптоволокну выполнен в виде разреза оптоволокна на две части с формированием воздушного промежутка между обеими его частями, причем одна часть оптоволокна связана с вращающимся оптико-механическим блоком, а вторая закреплена на неподвижном основании.