-
Es ist bekannt,
-
Zweikanal Matrix-Infrarotstrahlungs-Empfänger Facetten-Typs (Pat. 5). Die Vorrichtung besteht aus Fotoempfänger mit Multielementen-Matrix, von zwei Typen des Empfindlichkeitsbereichs, die abwechselnd und in unterschiedlichen Winkeln zur optischen Achse der Vorrichtung in Facetten angebracht sind.
-
Es ist bekannt,
-
Vorrichtung für ringsum Scannen (Pat. 2), konstruktiv ist mit einem mechanisch drehbaren Bildgebungs-Gerät ausgestattet.
-
Es ist bekannt,
-
Optischer Peilung-System für Rundumsicht (Pat. 3), bietet Erkennung und Verfolgung sowie Verarbeitung der Koordinaten der Objekte auf dem Boden, auf dem Wasser und in der Luft. Konstruktiv besteht die Vorrichtung aus einem Satz von Weitwinkel-Objektiven, die in einer Fläche, radial angeordnet sind, mit einem Rundblick und einem Tele-Objektiv, in einem Rechtwickel zur Fläche der Weitwinkel-Objektiven-Satz angeordnet und festangebaut, und dient dabei einen Scanning des Raumes mit der Hilfe von drehbaren Lenkspiegeln, und bietet eine Feststellung der Winkel-Koordinaten des Objektes.
-
Es ist bekannt,
-
Optoelektronisches Passives-Aktives-System zur Erkennung der Objekte (Pat. 4), das die Blocke eines elektronisches und mechanisches Raum-Scanners enthält, die mit Multielement-Matrix-Fotoempfänger für infrarot und sichtbaren Spektrum der elektromagnetischen Wellen ausgestattet sind sowie mit Hochleistungsprozessoren mit Algorithmen für Bild-Datenverarbeitung der Beobachtungsgebiete in Echtzeit ermöglichen, ausgerüstet sind.
-
Es ist bekannt,
-
Abschreckungsmaßnahmen für unbemannte Flugsysteme (Pat. 1), Entdeckung und Verfolgung der Flugobjekte erfolgt unter der Inanspruchnahmen des Radar-Detektor, der radiotechnischen und optischen Detektoren sowie Laser-Entfernungsmesser.
-
Der im Patentanspruch angegebenen Erfindung, die optoelektronische Multi-Modul-Station zur Luftraumüberwachung, liegt das Problem zur Grunde:
- Entdeckung, Erfassung und Verfolgung diverser Flug-Objekte in dem Überwachungsraum, bezüglich der Radiotransparenz, der Wahrnehmbarkeit in sichtbarem, infrarotem und ultraviolettem Spektrum der elektromagnetischen Wellenlengen, der Abmessungen, der Masse und der Flug-Arten;
- Entdeckung, Erfassung und Verfolgung diverser Flug-Objekte im ganzen Spektrum der Wetterlagen;
- Geschwindigkeitsbestimmung, Aufzeichnung der tatsächlichen und vorherberechneten räumlichen Flugbahnen für jedem festgestellten Flugobjekt, und Durchführung einer entsprechender und präziser Art-Bestimmung der Flugobjekte;
- Absicherung der Funktionsfähigkeit der Station bei einem technischen Ausfall eines oder mehrerer optoelektronische Module;
- Automatisierte Datenverarbeitung und Auslese der endeckten Flugobjekte nach deren Gefahrenpotential im Luftverkehr.
-
Dieses Problem wird durch die im Patentanspruch aufgeführten Merkmale gelöst:
- die optoelektronische Multi-Modul-Station zur Luftraumüberwachung, aus einen Halbsphäre-Gerüst, mit profilierten Aufnahmehohlräumen für einzelne Module und Laser-Scanner-Entfernungsmesser, einem kompletten Satz der optoelektronischen Module, einem kompletten Satz der Laser-Scanner-Entfernungsmesser, einer Hauptrechnereinheit, einer Klimatisierungsanlage, einer Reinigungs- und Schutzschirm-Anlage für die Oberfläche der Multi-Modul-Station, und einem Notstromaggregat zusammengesetzt;
- die optoelektronischen Module sind in die Aufnahmehohlräume des Halbsphäre-Gerüsts so angebracht, dass das gesamte Sichtfeld der Module die lückenlose Überwachung des Luftraumes oberhalb des Halbsphären-Gerüsts ermöglicht;
- jeder der optoelektronischen Module ist mit einem Fotochromatischen-Schutzglas an der Eingangs-Linse von außen abgedichtet und von Überbelichtung geschützt, mit einem Matrix-Multi-Element-Fotoempfänger an der Ausgangs-Linse ausgerüstet und mit einem individuellen Rechner, für Datenverarbeitung aus Fotoempfänger, ausgestattet;
- für die Ermittlung der Luftlinien-Entfernung von der optoelektronischen Station bis zum Flugobjekt werden Laser-Scanner-Entfernungsmesser eingesetzt jedem der optoelektronischen Module ist ein Laser-Scanner-Entfernungsmesser zugeordnet und zur Seite gestellt.
-
Laser-Scanner-Entfernungsmesser arbeiten in infrarot Spektrum der elektromagnetischen Wellen und jeder der Laser-Scanner-Entfernungsmesser scannt den Luftraum im Sichtfeld des jeweils gekoppelten Objektivs des zugeordneten optoelektronischen Moduls, und liefern Daten bezüglich der Luftlinien-Entfernung bis zum jeweiligen Flugobjekt an den entsprechenden individualen Rechner des optpelektronischen Moduls. Der Individualrechner berechnet die Entfernung bis zum Flugobjekt; Arbeit aller optoelektronischen Module ist im einheitlichen Zeit-Modus in Hauptrechnereinheit synchronisiert die Hauptrechnereinheit vereint die Signale von allen Individualrechnereinheiten der optoelektronischen Module, nach einem speziellen Algorithmus, zu einem Bild der operativen Luftraum-Lage, in Form einer mehrdimensionale Daten-Matrix, die für die Übertragung auf digitale Vorrichtung zur Visualisierung auf dem Bildschirm bzw. Bildschirmen des Betreibers der optoelektronichen Multi-Modul-Station genutzt wird; auf Basis der erhaltener Daten-Matrix und angestellten Zeitschritte wird eine synchrone Aufbau der räumlichen Koordinaten sowie die Feststellung der Bewegungsparameter aller entdeckten Flugobjekte im Kontrollbereich des Luftraumes durchgeführt;
für eine stabile Qualität der Arbeit von optoelektronischen Multi-Modul-Station und Schutz gegen einer Verschmutzung durch Staub, Eis, Schnee, Steinchen, Insekten, Vögel u.ä. wird ein Reinigungs- und Schutzsystem eingesetzt. Das Reinigungs- und Schutzsystem ermöglicht eine regelmäßige, und eine Reinigung bei Bedarf sowie Pflege, und schützt die der Oberfläche der Station von mechanischen Beschädigungen;
eine interne Klimatisierungsanlage sorgt für dem erforderlichen Temperatur- und Feuchtigkeits-Modus, unter der Berücksichtigung der Abwärme der Ausrüstung im Innenraum der optoelektronischen Multi-Modul-Station sowie Wetterbedingungen; die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, dass die optoelektronischen Module sind in die profilierte Aufnahmehohlräume des Halbsphäre-Gerüsts so eingesetzt, dass die optische Achsen schneiden sich im geometrischen Zentrum der Halbsphäre und verlaufen über Tangentialebene der Halbsphäre in einem Rechtwinkel zur Außenseite der Linse des Moduls nach außen. Dieses sicher eine hohe geometrische Genauigkeit der Bestimmung der Koordinaten der Flugobjekte;
die optoelektronischen Module nutzen Matrix-Multielement-Fotoempfänger, die elektromagnetische Strahlen in Sichtbaren-, Infrarot- und Ultraviolett-Spektrum der elektromagnetischen Wellen registrieren, diese erhöht die Sicherheit der Entdeckung der Flugobjekte in breiten Band der Klimatischen- und Wetterbedingungen;
-
Nutzung eines Laser-Scanner-Entfernungsmessers und die Koppelung mit dem Objektiv des optoelektronischen Moduls ermöglicht die Entdeckung des Flugobjekts am Tag und in der Nacht, und eine präzise Messung der Luftlinien-Entfernung bis zum Flugobjekt;
eine fortlaufende synchronisierte Datenverarbeitung der Daten von optoelektronischen Modulen ermöglicht die Aktualisierung des digitalen operativen Luftraum-Lagebildes des Überwachungsluftraumes in erforderlichen Zeitschritten. Dies sichert ein hohes Niveau der Aktualität und Zuverlässigkeit der Information; eine synchrone Datenverarbeitung der Daten von optoeletronischen Module, die räumlich über die Halb-Sphäre verteil sind, ermöglicht im einheitlichen Zeitmaß die Entdecken und Verfolgen der Flugobjekte durch Erstellung der räumlichen, tatsächlichen und voraussichtlichen, Flugbanen und die automatisierte Feststellung des Gefährdungspotentials im Flugverkehr von beliebigen Mengen der Flugobjekte, die in dem Überwachungsluftraum sich aufhalten können, unabhängig von der Fluggeschwindigkeit, Flughöhe und Flugrichtung. Dieses sichert eine hohe Effizienz der Informationsströme bezüglich der Luftraumlage und des Auslesens der diversen Flugobjekte unter erschwerten Bedingungen des hohen Luftverkehrsaufkommens; eine Entdeckung, Erfassung und Verfolgung der Flugobjekte erfolgt unabhängig von der Radiostrahlung der Flugobjekte und/oder Benutzung von denen der Radionavigationssignale. Dies ermöglicht die Entdeckung der beliebigen Flugobjekte, inklusive befindlichen in einem autonomen Flugbetrieb;
die Objektive der optoelektronischen Module besitzen eine regelbare, variable Brennweite, das ermöglicht die Regelung des Blickwinkels und Absicherung der lückenlosen Luftraumüberwachung, sogar bei einem Ausfall von mehreren optoelektronischen Modulen. Dies gewährleitet eine hohe betriebliche Zuverlässigkeit und funktionale Stabilität der optoelektronischen Multi-Modul-Station;
in der Konstruktion der optoelektronischen Multi-Modul-Station werden keine beweglichen Teile verwendet. Dies vereinfacht die Konstruktion erheblich, erhöht die mechanische Zuverlässigkeit und Servicefreundlichkeit der Multi-Modul-Station;
der Einsatz der inneren Klimatisierungsanlage sorgt für die funktionale Stabilität, Zuverlässigkeit, Betriebssicherheit und Langlebigkeit der optoelektronischen Multi-Modul-Station;
die Nutzung des Schutz- und Reinigungssystems für die Oberfläche der Station ermöglicht den dauerhaft guten Zustand der optischen Schutz-Facetten der Linsen und sorgt für hohe Qualität der Information der optoelektronischen Module.
-
Ein Ausführungs-Beispiel der Erfindung ist in Zeichnungen dargestellt und wird im Folgenden näher beschrieben.
-
Es zeigen
- 1 Aufbau der optoelektronischen Multi-Modul-Station zur Luftrumüberwachung;
- 2 Der optoelektronisches Modul der Multi-Modul-Station zur Luftraumüberwachung;
- 3 Die Außenansicht des räumlichen Halbsphären-Gerüsts und optoelektronischen Multi-Modul-Station zur Luftraumüberwachung;
- 4 Die innere Ausstattung der optoelektronischen Multi-Modul-Station zur Luftraumüberwachung;
- 5 Eine Zeichnung des Anwendungsbeispiels der optoelektronischen Multi-Modul-Station zur Luftraumüberwachung;
- 6 Eine Zeichnung des Fragments des Videoinformations-Beispiels der optoelektronischen Multi-Modul-Station zur Luftraumüberwachung;
- 7 Das Abbild der operativen Information von optoelektronischen Multi-Modul-Station zur Luftraumüberwachung
-
Den Basis der optoelektronischen Multi-Modul-Station zur Luftraumüberwachung bildet ein räumliches Gerüst mit einen Außenkontur in form der Halbsphäre 1 (1), mit einer Auflagefläche in Form eines Kreises 2.
-
Die Habsphäre 1 ist in der Höhe in Schnitte 3 unterteil, durch die aus dem Zentrum der Halbsphäre O die Strahlen 4 durchziehen. Die Lage der Strahlen ist eindeutig durch die Winkel φ und ϑ bestimmt. Die Anzahl der Strahlen in der azimutalen Fläche 3 wird entsprechend der Erfordernissen ausgewählt, beginnend mit einer gewissen Entfernung von der Halbsphäre, die azimutale Überlappungen der Winkel-Sichtfelder der Objektive der optoelektronischen Module 5. Die Anzahl der Schnitte der Halbsphäre in der Höhe wird entsprechend der Erfordernissen ausgewählt, beginnend mit einiger Entfernung von der Halbsphäre, die Überlappung der Winkel-Sichtfelder der Objektive 5. Die optische Achse des jeden Objektivs i muss mit der Vektor Ni der tangentialen Fläche zur Oberfläche der Halbsphäre S in Punkt pi, durch den der Strahl 4 verläuft, übereinstimmen.
-
Zwecks Ausschluss der Unbestimmtheit auf dem Zenit der Halbsphäre wird ein Zenit-Objektiv 6 (1) installiert.
-
Objektive 5 und 6 (1) haben, neben anderen, Eingangs- 7 (2), Ausgangs-Linse 8 und sind Bestandteile der optoelektronischen Module.
-
Alle optoelektrinischen Module bestehen außerdem aus einem Fotochromatischen-Schutzglas 9, einem Matrix-Multielement-Fotoempfänger 10 und einem Individualrechner 12.
-
Der Individualrechner 12 ist mit dem Matrix-Multielement-Empfänger 10 durch einen Spezialkabel 11 verbunden.
-
Das Fotochromatische-Schutzglas 9 ist in Form eines 2D Hexagons gestaltet.
-
Die Sechseck-Form des Fotochromatisches-Schutzglases 9 ermöglicht eine spaltlose Verbindung mit nachbar-Schutzgläser, in Mosaik-Muster, auf der Halbsphäre-Gerüst 15 (3), dabei bleibt das Gipfel des Halbsphären-Gewölbe 1 (1) von Mosaik-Elementen ausgespart.
-
Dabei sind die ausgesparte Zwischenräume, zwischen der Hexagonen 9, mit der Fotochromatischen-Glasfacetten 13 (3) und das ausgesparte Gipfelplatz mit einem Fotochromatischen-Glasdeckel für die Zenit-Kamera 14 spaltfrei zu einer geschlossener Oberfläche der Halbsphäre ergänzt.
-
Die so gestaltete Konstruktion ist mechanisch stabil und wird auf einer runden Plattform 16 aufgestellt, dabei sind die Stutzen 17 für die Befestigung der Segmente der Reinigungs- und Schutz-Systems für die Oberfläche der Halbsphäre-Station angebracht.
-
Die optoelektronischen Module sind durch die Übertragungskabel mit dem Hauptrechner 19 verbunden.
-
Die Laser-Scanner-Entfernungsmesser 25 sind jeweils zur Seite des benachbarten optoelektronischen Moduls platziert und elektronisch gekoppelt.
-
Die Stützen 17 auf Plattform 16 tragen den Satz der Segmente 18 der Reinigungs- und Schutz-Systems für die Oberfläche der Halbsphäre-Station. Die Segmente sind auf 4 auf Park-Position, zusammengezogen gezeichnet.
-
Für den Arbeitseinsatz kann die optoelektronische Multi-Modul-Station zur Luftraumüberwachung 19 (5) auf einen Mast bzw. Turm 20 aufgestellt.
-
Jeder der optoelektronichen Module hat eine bestimmte Luftraum-Beobachtungszone 21, die bezüglich der Weite, abhängig von der Auflösung des Moduls und der Größe des Flugobjekts 24, 27, begrenzt ist.
-
Diese Begrenzung bestimmt die Weiten-Grenzen der Entdeckung der Flugobjekte 22.
-
Die Nah-Grenze der Entdeckung der Flugobjekte 23 wird durch den Beginn die Überlappung der Sichtfelder der benachbarten optoelektronischen Module bestimmt.
-
Zwischen Nah- 23 und Weit-Grenze 22 wird ein kontinuierliches Digital-Lagebild des Luftraum-Überwachungs-Gebiets erstellt.
-
Der Laser-Scanner misst die Entfernung zum Flugobjekt 26 mir einer bestimmten Frequenz und liefert die Daten an den Individualrechner des gekoppelten Moduls.
-
Die visuelle Information über den Luftraum wird vom Matrix-Multielement-Fotoempfänger 10 (2, 4) an den Individuell-Rechner des optoelektronischen Moduls 12 (2, 4) geleitet, dort in die digitale Information umgewandelt und für weitere Verarbeitung bereitgestellt.
-
Das digitale Abbild des Luftraumes vom Matrix-Multielement-Fotoempfänger umfasst lediglich ein Fragment 29 (6) der gesamten Visuell-Information 28 (6), die das Objektiv liefert.
-
Die Überlappung der optischen Sichtfelder der Objektive der optoelektronischen Module 30 ermöglicht die Gestaltung der Fragmente als Digital-Abbildungen 29 so, dass die Überlappung der Fragmente 31 (6) minimisiert werden können und die Fragmente lückenlos auf einander gereiht werden.
-
Das ermöglicht eine lückenlose Entdeckung, Erfassung und Verfolgung der Flugobjekte im Überwachungsluftraum und, in Verbindung mit Entfernungsmessungen, die entsprechende Flugbahnen aller Flugkörper zu bilden, zu analysieren und den Gefahrenpotenzial aller Flugobjekte im Luftverkehr einzuschätzen 32, 33, 34 (6) sowie Voraussagen über die bevorstehende Flugverhalten der verfolgten Objekte zu präsentieren.
-
Die digitalisierte Information aller optoelektronischen Module wird an die Hauptrecheneinheit 19 (4) zur weiteren Datenverarbeitung geleitet, dort zu einem integralen Digitalbild kompiliert und für eine Visualisierung an der Endgeräten des Betreibers der Multi-Modul-Station auf Bildschirm bzw. Multibildschirm-System geliefert.
-
Dabei werden auf dem Informationsfeld 35 (7) sämtliche Flugbahnen aller Flugobjekte mit der Anzeige der tatsächlichen und vorausgesagten Flugbahnen 36, Indikation für Fluggeschwindigkeit, Flughöhe, Gefährdungspotential in Flugverkehr 35 (7) dargestellt.
-
Eine synchrone Aktualisierung der Information ermöglicht den Erhalt der Daten in einem einheitlichen Zeit-Modus und sichert die Zuverlässigkeit des Datenmaterials.
-
Die optoelektronische Multi-Modul-Station zur Luftraumüberwachung ermöglicht eine reibungslose Überwachung des Luftverkehrs mit einer Verkehrsdichte bis zu 500 Flugobjekte per 1,0 km2.
-
Der Einsatz des Notstromaggregats in der optoelektronischen Multi-Modul-Station zur Luftraumüberwachung sichert eine störungsfreie Funktionalität bei Stromnetz-Abschaltungen und erhöht damit die Zuverlässigkeit der Vorrichtung.
-
Die Erfindung, eine optoelektronische Multi-Modul-Station zur Luftraumüberwachung, ermöglicht die gestellten technische Aufgaben bei vielfältigen Problemlösungen der Luftraumüberwachung, Flugverkehrsteuerung und Objektsicherung gegen nicht autorisierten unbemannten Flugobjekte zu erfüllen.
-
Patent-Liste:
- 1. Patent US 10,156,631 B2 . Deterrent for unmanned aerial systems [Teскт] / Dwaine A. Parker, Damon E. Stern, Lawrence S. Pierce (US) ;applicant XiDrone Systems, Inc. - 10/05/2017 ; 12/18/2018, 10/05/2017 (US).
- 2. Patent RU 2 355 005 C1 . Устройство для кругового сканирования [Тескт] / Живов E.A. [идр.] (РФ) ;заявитель и патентообладатель ООО Тульское производственное предприятие «Конус». - Nº 2007128502/28 ;заявл. 24.07.2007 ;опубл. 10.05.2009, Бюл. Nº 13 ;приоритет 24.07.2007 (Poc. Федерация) (RF)
- 3. Patent RU 2 356 063 C1 . Оптико - пеленгационная система кругового обзора [Текст] / Тарасов B.B. [и др.] (РФ) заявитель и патентообладатель AO Центральный научно - исследовательский институт«Циклон». - Nº 2007143626/09 ;заявл. 07.11.2007 ;опубл. 20.05.2009, Бюл. Nº 19 ;приоритет 27.11.2007 (Poc. Федерация (RF)
- 4. Patent RU 2 639 321 C1 . Оптико - злектронная система обнаружения объектов [Текст] /Горобинский A.B., Манкевич C.K., Серякова Ю.В. (РФ); заявитель и патентооблатель AO«Швабе - Исследования». - Nº 2016152491 заявл. 29.12.2016 ;опубл. 21.12.2017, Бюл. Nº 36 ;приоритет 29.12.2016 (Poc. Федерация) (RF)
- 5. naTeHT RU 2 692 934 C2 . двухканальный матричный инфракрасный приёмник излучения фасеточного типа [Текст] / Кулагов B.Б. (PФ) ; заявитель и патентообладатель AO «Научно- исследовательский институт «Гириконд». - Nº 2017146546 ; заявл. 27.12.2017 ; ony6n. 27.06.2019, Бюл. Nº 19 ; приоритет 27.12.2017 (Pос. Федерация).( RF)
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- US 10156631 B2 [0041]
- RU 2355005 C1 [0041]
- RU 2356063 C1 [0041]
- RU 2639321 C1 [0041]
- RU 2692934 C2 [0041]
-
Zitierte Nicht-Patentliteratur
-
- Dwaine A. Parker, Damon E. Stern, Lawrence S. Pierce (US) ;applicant XiDrone Systems, Inc. - 10/05/2017 ; 12/18/2018, 10/05/2017 [0041]
- Устройство для кругового сканирования [Тескт] / Живов E.A. [идр.] (РФ) ;заявитель и патентообладатель ООО Тульское производственное предприятие «Конус». - Nº 2007128502/28 ;заявл. 24.07.2007 ;опубл. 10.05.2009, Бюл. Nº 13 ;приоритет 24.07.2007 [0041]
- Оптико - пеленгационная система кругового обзора [Текст] / Тарасов B.B. [и др.] (РФ) заявитель и патентообладатель AO Центральный научно - исследовательский институт«Циклон». - Nº 2007143626/09 ;заявл. 07.11.2007 ;опубл. 20.05.2009, Бюл. Nº 19 ;приоритет 27.11.2007 [0041]
- Оптико - злектронная система обнаружения объектов [Текст] /Горобинский A.B., Манкевич C.K., Серякова Ю.В. (РФ); заявитель и патентооблатель AO«Швабе - Исследования». - Nº 2016152491 заявл. 29.12.2016 ;опубл. 21.12.2017, Бюл. Nº 36 ;приоритет 29.12.2016 [0041]
- двухканальный матричный инфракрасный приёмник излучения фасеточного типа [Текст] / Кулагов B.Б. (PФ) ; заявитель и патентообладатель AO «Научно- исследовательский институт «Гириконд». - Nº 2017146546 ; заявл. 27.12.2017 ; ony6n. 27.06.2019, Бюл. Nº 19 ; приоритет 27.12.2017 [0041]
