RU202176U1 - STABILIZED OPTICAL-ELECTRONIC SYSTEM OF UNMANNED AIRCRAFT OF MULTIROTOR TYPE - Google Patents
STABILIZED OPTICAL-ELECTRONIC SYSTEM OF UNMANNED AIRCRAFT OF MULTIROTOR TYPE Download PDFInfo
- Publication number
- RU202176U1 RU202176U1 RU2020126433U RU2020126433U RU202176U1 RU 202176 U1 RU202176 U1 RU 202176U1 RU 2020126433 U RU2020126433 U RU 2020126433U RU 2020126433 U RU2020126433 U RU 2020126433U RU 202176 U1 RU202176 U1 RU 202176U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- laser
- vertical plane
- optical
- unmanned aerial
- axis
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B23/00—Telescopes, e.g. binoculars; Periscopes; Instruments for viewing the inside of hollow bodies; Viewfinders; Optical aiming or sighting devices
- G02B23/12—Telescopes, e.g. binoculars; Periscopes; Instruments for viewing the inside of hollow bodies; Viewfinders; Optical aiming or sighting devices with means for image conversion or intensification
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Astronomy & Astrophysics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Optical Radar Systems And Details Thereof (AREA)
Abstract
Полезная модель относится к области авиационного вооружения и военной техники, в частности к области применения оптико-электронных устройств в качестве полезной нагрузки в беспилотных летательных аппаратах специального назначения.Цель полезной модели заключается в повышении стабильности и точности оси визирования беспилотного летательного аппарата в условиях быстрых разворотов или неуправляемых вибраций беспилотного летательного аппарата.В полезной модели лазерный излучатель лазерного дальномера-целеуказателя с устройством питания и управления лазерным излучателем состоит из совмещенного выходного и заднего зеркала оптического резонатора, узла клиньев, отражателя, кристалла, призмы поворотной, призмы Довэ, брюстеровских поляризаторов, электрооптического затвора, пластины λ/4, блока устройства питания и управления лазерным излучателем, системы термостабилизации и платы управления электрооптическим затвором, единого блока питания линеек лазерных диодов, драйвера лазерных диодов, драйвера системы термостабилизации; система гироскопической стабилизации состоит из комплекса оптических приборов, платформы с установленными на ней блоками гироскопических чувствительных элементов по трем осям и блоком трехкомпонентных миниатюрных вибрационных акселерометров, двухосевого карданового подвеса с консольным закреплением оси наружной рамы, привода горизонтальной плоскости, датчика угла вертикальной плоскости, датчика угла горизонтальной плоскости, усилительно-преобразующего устройства сигнала горизонтальной плоскости, интегратора сигнала горизонтальной плоскости, привода вертикальной плоскости, усилительно-преобразующего устройства сигнала вертикальной плоскости, интегратора сигнала вертикальной плоскости, преобразователя координат, блока управления. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.The utility model relates to the field of aircraft weapons and military equipment, in particular to the field of application of optoelectronic devices as a payload in special-purpose unmanned aerial vehicles. The purpose of the utility model is to increase the stability and accuracy of the sighting axis of the unmanned aerial vehicle under conditions of rapid turns or In the utility model, the laser emitter of the laser rangefinder-target designator with a device for powering and controlling the laser emitter consists of a combined output and rear mirror of an optical resonator, a wedge assembly, a reflector, a crystal, a rotary prism, a Dove prism, Brewster polarizers, an electro-optical shutter , λ / 4 plates, power supply unit and laser emitter control unit, thermal stabilization system and electro-optical shutter control board, unified power supply unit for laser diode lines, laser diode driver, driver thermal stabilization systems; the gyroscopic stabilization system consists of a complex of optical devices, a platform with units of gyroscopic sensing elements installed on it along three axes and a unit of three-component miniature vibration accelerometers, a two-axis gimbal with cantilever fixing of the outer frame axis, a horizontal plane drive, a vertical plane angle sensor, a horizontal angle sensor plane, amplifying-converting device of the signal of the horizontal plane, integrator of the signal of the horizontal plane, drive of the vertical plane, amplifying-converting device of the signal of the vertical plane, integrator of the signal of the vertical plane, coordinate converter, control unit. 1 wp f-ly, 4 dwg
Description
Полезная модель относится к области авиационного вооружения и военной техники, в частности к области применения оптико-электронных систем в качестве полезной нагрузки в беспилотных летательных аппаратах специального назначения.The utility model relates to the field of aviation weapons and military equipment, in particular, to the field of application of optoelectronic systems as a payload in special purpose unmanned aerial vehicles.
Известен «Прицельный комплекс боевого беспилотного летательного аппарата» (RU №2294514 С1, 2007 г.), включающий бортовое радио-оптико-электронное оборудование в составе: радиолокационной станции с фазированной решеткой, радиостанции связи с наземным командным пунктом, оптико-электронная система в видимом и ИК-диапазонах волн, блок питания, высотомер, отличающийся тем, что бортовое радио-оптико-электронное оборудование дополнительно включает центральный вычислительный блок, блок обработки видеоинформации и формирования команд управления, первый усилитель мощности и второй усилитель мощности, а оптико-электронная система включает телевизионный и тепловизионный каналы, двухкоординатное поворотное устройство и систему стабилизации линии визирования, при этом первый, второй, третий, четвертый, пятый и шестой входы центрального вычислительного блока электрически соединены соответственно с электрическим входом радиолокационной станции, выходом высотомера, выходом телевизионного сигнала оптико-электронной системы, первым входом блока обработки видеоинформации и формирования команд управления и электрическим выходом радиостанции связи, первый, второй, третий, четвертый, пятый и шестой выходы центрального вычислительного блока электрически соединены соответственно с электрическим входом радиолокационной станции, входом управления оптико-электронной системы, первым входом блока обработки видеоинформации и формирования команд управления, входом приводов пуска боеприпасов, первым электрическим входом радиостанции связи, первым входом первого усилителя мощности, второй и третий входы блока обработки видеоинформации и формирования команд управления электрически соединены соответственно с выходом телевизионного сигнала оптико-электронной системы и выходом двухкоординатного поворотного устройства оптико-электронной системы, второй, третий и четвертый выходы блока обработки видеоинформации и формирования команд управления электрически соединены соответственно со вторым электрическим входом радиостанции связи, вторым первого усилителя мощности и входом второго усилителя мощности, выходы первого и второго усилителей мощности электрически соединены соответственно со входом приводов рулей управления беспилотного летательного аппарата и входом двухкоординатного поворотного устройства оптико-электронной системы, а также, отличающийся тем, что телевизионный канал оптико-электронной системы выполнен с возможностью формирования сигналов узкого и широкого полей зрения, тепловизионный канал оптико-электронной системы выполнен с возможностью формирования сигналов узкого и широкого полей зрения, радиолокационная станция с фазированной решеткой выполнена с возможностью работы, как в режиме реального луча, так и в режиме синтезированной апертуры, система стабилизации линии визирования оптико-электронной системы выполнена в виде прямой гироскопической платформы и косвенной.Known "Aiming complex of a combat unmanned aerial vehicle" (RU No. 2294514 C1, 2007), which includes onboard radio-optical-electronic equipment, consisting of: a radar station with a phased array, a radio communication station with a ground command post, an optical-electronic system in visible and infrared wavelengths, a power supply unit, an altimeter, characterized in that the onboard radio-optical-electronic equipment additionally includes a central computing unit, a video information processing unit and a control command generation unit, a first power amplifier and a second power amplifier, and the optoelectronic system includes television and thermal imaging channels, a two-coordinate rotary device and a line-of-sight stabilization system, while the first, second, third, fourth, fifth and sixth inputs of the central computing unit are electrically connected, respectively, to the electrical input of the radar station, the altimeter output, the optical - the electronic system, the first input of the video information processing unit and the formation of control commands and the electrical output of the radio communication station, the first, second, third, fourth, fifth and sixth outputs of the central computing unit are electrically connected, respectively, to the electrical input of the radar station, the control input of the optoelectronic system, the first input of the video information processing unit and the generation of control commands, the input of the ammunition launch drives, the first electrical input of the radio communication station, the first input of the first power amplifier, the second and third inputs of the video information processing unit and the generation of control commands are electrically connected, respectively, to the television signal output of the optoelectronic system and the output of the two-coordinate rotary device of the optoelectronic system, the second, third and fourth outputs of the video information processing unit and the generation of control commands are electrically connected, respectively, to the second electrical the input of the communication radio station, the second of the first power amplifier and the input of the second power amplifier, the outputs of the first and second power amplifiers are electrically connected, respectively, to the input of the drives of the control surfaces of the unmanned aerial vehicle and the input of the two-coordinate rotary device of the optical-electronic system, and also, characterized in that the television channel the optoelectronic system is configured to generate signals of narrow and wide fields of view, the thermal imaging channel of the optoelectronic system is configured to generate signals from narrow and wide fields of view, the radar station with a phased array is designed to operate both in real beam mode and in the synthetic aperture mode, the line of sight stabilization system of the optoelectronic system is made in the form of a direct gyroscopic platform and an indirect one.
Известный прицельный комплекс предназначен для прицеливания оружия беспилотного летательного аппарата, использующего боеприпасы неуправляемого типа, сравнимого по точности попадания в цель с точностью попадания боеприпасов с головками самонаведения.The known sighting system is intended for aiming weapons of an unmanned aerial vehicle using unguided ammunition, comparable in accuracy to hitting the target with the accuracy of hitting ammunition with homing heads.
Недостатками указанного прицельного комплекса является то, что оптико-электронная система не обеспечивает захват и сопровождение цели, нормирование и дополнительную обработку телевизионного и тепловизионного изображений фоноцелевой обстановки в ненормированных условиях наблюдения: неблагоприятные метеоусловия, искусственные помехи, повышение глобального и локального контраста, нормирование средней яркости, повышение четкости, снижение флуктуационных и шумовых помех, адаптацию под конкретные условия наблюдения, оперативное изменение полей зрения, режимов улучшения изображений, переключение рабочих каналов в режиме захвата и сопровождения, комплексирование изображений тепловизионного и телевизионного каналов с соразмерными значениями полей зрения, измерение углового положения целей в местной системе координат изделия и относительно центра растра видеоизображения, требуемую точность приведения гироскопической платформы в условиях быстрых разворотов или неуправляемых вибраций беспилотного летательного аппарата.The disadvantages of this sighting system are that the optoelectronic system does not provide target capture and tracking, normalization and additional processing of television and thermal imaging images of the background target environment in abnormal observation conditions: unfavorable weather conditions, artificial interference, increased global and local contrast, normalization of average brightness, improving clarity, reducing fluctuation and noise interference, adaptation to specific observation conditions, prompt change of fields of view, image enhancement modes, switching working channels in capture and tracking mode, combining images of thermal imaging and television channels with proportional values of fields of view, measuring the angular position of targets in the local coordinate system of the product and relative to the center of the video image raster, the required accuracy of alignment of the gyroscopic platform in conditions of rapid turns or uncontrolled vibrations aircraft.
Наиболее близкой по технической сущности к заявленной полезной модели является полезная модель «Оптико-электронная система боевого беспилотного летательного аппарата» (RU №139683 U1, 2014 г.), включающая тепловизионный канал, телевизионный канал и лазерный дальномер-целеуказатель, отличающаяся тем, что лазерный дальномер-целеуказатель содержит единое передающее устройство, в котором вдоль первой оптической оси последовательно расположены передающий объектив, коллиматорный элемент, первое плоское наклонное зеркало, первый лазерный излучатель, второе плоское наклонное зеркало, оптический затвор и плоское зеркало, плоскости которого перпендикулярна первая оптическая ось, а вдоль второй оптической оси, параллельной первой, последовательно расположены третье плоское наклонное зеркало, второй лазерный излучатель и четвертое плоское наклонное зеркало, при этом первое и второе плоские наклонные зеркала выполнены со спектроделительным покрытием и имеют оптическую связь соответственно с третьим и четвертым плоскими наклонными зеркалами.The closest in technical essence to the claimed utility model is the utility model "Optical-electronic system of a combat unmanned aerial vehicle" (RU No. 139683 U1, 2014), which includes a thermal imaging channel, a television channel and a laser rangefinder-target designator, characterized in that the laser The rangefinder-target designator contains a single transmitting device in which a transmitting lens, a collimator element, a first flat inclined mirror, a first laser emitter, a second flat inclined mirror, an optical shutter and a flat mirror are located along the first optical axis, the plane of which is perpendicular to the first optical axis, and along the second optical axis, parallel to the first, the third plane inclined mirror, the second laser emitter and the fourth plane inclined mirror are sequentially located, while the first and second plane inclined mirrors are made with a spectrum-splitting coating and have an optical connection, respectively, with the third and fourth flat oblique mirrors.
Известная полезная модель предназначена для осуществления следующих операций: обнаружения цели; определения дальности до цели; определения координат цели; лазерного подсвета обнаруженной цели при наведении управляемого вооружения; обнаружения пятна лазерного подсвета цели; автоматического захвата цели; формирования стробов для предъявления оператору изображения цели, находящейся в поле зрения; автоматического сопровождения цели; формирования и выдачи целеуказания тепловизионных головок самонаведения, работающих по принципу «выстрелил - забыл -поразил».The known utility model is intended for the following operations: target detection; determining the range to the target; determining the coordinates of the target; laser illumination of a detected target when aiming a guided weapon; detection of the target laser illumination spot; automatic target acquisition; formation of strobes for presentation of the target image to the operator in the field of view; automatic target tracking; formation and issuance of target designation of thermal imaging homing heads operating on the principle of "fire - forget - hit".
Недостатками в указанном прототипе оптико-электронной системы боевого беспилотного летательного аппарата является то, что не обеспечивается:The disadvantages in this prototype of the optoelectronic system of a combat unmanned aerial vehicle is that it is not provided:
высокая стабильность резонатора лазерного излучателя дальномера-целеуказателя к изменениям геометрии составляющих резонатора;high stability of the resonator of the laser emitter of the rangefinder-target designator to changes in the geometry of the resonator components;
требуемая точность стабилизации гироскопической платформы в условиях быстрых разворотов и/или неуправляемых вибраций беспилотного летательного аппарата.the required stabilization accuracy of the gyroscopic platform under conditions of rapid turns and / or uncontrolled vibrations of the unmanned aerial vehicle.
Цель полезной модели заключается в повышении стабильности оси визирования дальномера-целеуказателя и точности оси визирования оптических приборов, установленных на гиростабилизированной платформе беспилотного летательного аппарата в условиях быстрых разворотов и/или неуправляемых вибраций.The purpose of the utility model is to increase the stability of the sighting axis of the rangefinder-target designator and the accuracy of the sighting axis of optical devices installed on a gyro-stabilized platform of an unmanned aerial vehicle under conditions of rapid turns and / or uncontrolled vibrations.
Техническим результатом полезной модели является повышение стабильности и точности оси визирования беспилотного летательного аппарата при обеспечении захвата и сопровождения цели.The technical result of the utility model is to increase the stability and accuracy of the sighting axis of the unmanned aerial vehicle while ensuring the capture and tracking of the target.
Требуемый технический результат полезной модели достигается тем, что оптико-электронная система беспилотного летательного аппарата, включает подвижную часть, состоящую из: телевизионного канала, тепловизионного канала средневолнового инфракрасного диапазона (MWIR) и/или тепловизионного канала коротковолнового инфракрасного диапазона (SWIR), лазерного дальномера-целеуказателя; подвижной средней части (вилки) и стационарной части (основание).The required technical result of the utility model is achieved by the fact that the optoelectronic system of the unmanned aerial vehicle includes a moving part, consisting of: a television channel, a thermal imaging channel of the medium wave infrared range (MWIR) and / or a thermal imaging channel of the short wave infrared range (SWIR), a laser rangefinder target designator; the moving middle part (fork) and the stationary part (base).
В полезной модели, лазерный излучатель лазерного дальномера-целеуказателя с устройством питания и управления лазерным излучателем состоит из совмещенного выходного и заднего зеркала оптического резонатора, узла клиньев, отражателя, кристалла, призмы поворотной, призмы Довэ, брюстеровских поляризаторов, электрооптического затвора, пластины λ/4, блока устройства питания и управления лазерным излучателем, системы термостабилизации и платы управления электрооптическим затвором, единого блока питания линеек лазерных диодов, драйвера лазерных диодов, драйвера системы термостабилизации; система гироскопической стабилизации состоит из комплекса оптических приборов, платформы с установленными на ней блоками гироскопических чувствительных элементов по трем осям и блоком трехкомпонентных миниатюрных вибрационных акселерометров, двухосевого карданового подвеса с консольным закреплением оси наружной рамы, привода горизонтальной плоскости, датчика угла вертикальной плоскости, датчика угла горизонтальной плоскости, усилительно-преобразующего устройства сигнала горизонтальной плоскости, интегратора сигнала горизонтальной плоскости, привода вертикальной плоскости, усилительно-преобразующего устройства сигнала вертикальной плоскости, интегратора сигнала вертикальной плоскости, преобразователя координат, блока управления.In the utility model, the laser emitter of a laser rangefinder-target designator with a device for powering and controlling the laser emitter consists of a combined output and rear mirror of an optical resonator, a wedge assembly, a reflector, a crystal, a rotary prism, a Dove prism, Brewster polarizers, an electro-optical shutter, a λ / 4 plate , a power supply unit and a laser emitter control unit, a thermal stabilization system and an electro-optical shutter control board, a single power supply unit for laser diode lines, a laser diode driver, a thermal stabilization system driver; the gyroscopic stabilization system consists of a complex of optical instruments, a platform with units of gyroscopic sensing elements installed on it along three axes and a unit of three-component miniature vibration accelerometers, a two-axis gimbal with cantilever fixing of the outer frame axis, a horizontal plane drive, a vertical plane angle sensor, a horizontal angle sensor plane, amplifying-converting device of the signal of the horizontal plane, integrator of the signal of the horizontal plane, drive of the vertical plane, amplifying-converting device of the signal of the vertical plane, integrator of the signal of the vertical plane, coordinate converter, control unit.
Полезная модель имеет один пункт формулы и иллюстрирована четырьмя фигурами чертежа, где:The utility model has one claim and is illustrated with four drawing figures, where:
на фиг. 1 изображена структурная схема стабилизированной оптико-электронной системы беспилотного летательного аппарата мультироторного типа;in fig. 1 shows a block diagram of a stabilized optoelectronic system of an unmanned aerial vehicle of a multi-rotor type;
на фиг. 2 изображена структурная схема лазерного излучателя дальномера-целеуказателя с устройством питания и управления лазерным излучателем оптико-электронной системы беспилотного летательного аппарата мультироторного типа;in fig. 2 shows a block diagram of a laser emitter of a rangefinder-target designator with a device for powering and controlling a laser emitter of an optoelectronic system of an unmanned aerial vehicle of a multi-rotor type;
на фиг. 3 изображена структурная схема гироскопического стабилизатора индикаторного типа оптико-электронной системы беспилотного летательного аппарата мультироторного типа;in fig. 3 shows a block diagram of a gyroscopic stabilizer of an indicator type of an optoelectronic system of an unmanned aerial vehicle of a multi-rotor type;
на фиг. 4 изображена функциональная схема гироскопического стабилизатора индикаторного типа оптико-электронной системы беспилотного летательного аппарата мультироторного типа.in fig. 4 shows a functional diagram of a gyroscopic stabilizer of an indicator type of an optoelectronic system of an unmanned aerial vehicle of a multi-rotor type.
Структурная схема стабилизированной оптико-электронной системы представлена на фиг. 1, состоит из:The block diagram of the stabilized optoelectronic system is shown in Fig. 1, consists of:
1 - подвижная часть;1 - movable part;
2 - подвижная средняя часть (вилка);2 - moving middle part (fork);
3 - стационарная часть (основание);3 - stationary part (base);
4 - телевизионный канал;4 - television channel;
5 - объектив с контроллером объектива;5 - lens with lens controller;
6 - телевизионный канал;6 - television channel;
7 - плата коммутации и питания;7 - switching and power supply board;
8 - тепловизионный канал средневолнового инфракрасного диапазона (MWIR) и/или коротковолнового инфракрасного диапазона (SWIR);8 - thermal imaging channel of the medium-wave infrared range (MWIR) and / or short-wave infrared range (SWIR);
9 - объектив с контроллером объектива;9 - lens with lens controller;
10 - матрица тепловизора;10 - thermal imager matrix;
11 - лазерный дальномер-целеуказатель;11 - laser rangefinder-target designator;
12 - телескоп;12 - telescope;
13 - лазерный излучатель;13 - laser emitter;
14 - устройство питания и управления лазерным излучателем;14 - device for power supply and control of the laser emitter;
15 - объектив;15 - lens;
16 - фотоприемное устройство;16 - photodetector;
17 - система стабилизации;17 - stabilization system;
18 - блоки гироскопических чувствительных элементов;18 - blocks of gyroscopic sensitive elements;
19 - блок трехкомпонентных миниатюрных вибрационных акселерометров;19 - block of three-component miniature vibration accelerometers;
20 - абсолютный датчик угла X;20 - absolute angle sensor X;
21 - микроконтроллер оси X;21 - X-axis microcontroller;
22, 23 - трехфазный контроллер двигателя, расположенного по оси X;22, 23 - three-phase motor controller located along the X axis;
24 - двигатель по оси X;24 - X-axis engine;
25 - комбинированное вращающееся контактное устройство;25 - combined rotating contact device;
26 - абсолютный датчик угла Z;26 - absolute angle sensor Z;
27 - микроконтроллер оси Z;27 - microcontroller of the Z axis;
28, 29 - трехфазный контроллер двигателя, расположенного по оси Z;28, 29 - three-phase motor controller located along the Z axis;
30 - двигатель по оси Z;30 - Z-axis motor;
31 - плата датчиков и драйвера арретира оси Z и привод арретира оси Z;31 - board of sensors and driver of the Z-axis lock and the drive of the Z-axis lock;
32 - плата датчиков и драйвера арретира оси X и привод арретира оси X;32 - board of sensors and driver of the X-axis lock and the drive of the X-axis lock;
33 - плата управления и обработки стационарной части;33 - board for control and processing of the stationary part;
34 - процессорный модуль;34 - processor module;
35 - разъем Ethernet;35 - Ethernet connector;
36 - разъем питания.36 - power connector.
Стабилизированная оптико-электронная системы беспилотного летательного аппарата мультироторного типа содержит три основных функциональных узла:The stabilized optoelectronic system of an unmanned aerial vehicle of a multi-rotor type contains three main functional units:
подвижную часть 1, имеющую обтекаемую форму и содержащую оптический блок 49: телевизионный 4 и тепловизионный каналы 8, лазерный дальномер-целеуказатель 11; систему стабилизации 17 и вычислитель подвижной части 7;the
подвижную среднюю часть (вилку) 2, содержащую приводы обеих осей вместе с контроллерами 21-23, 27-29, 31-33, источник питания и комбинированное вращающееся контактное устройство 25;a movable middle part (plug) 2 containing drives of both axes together with controllers 21-23, 27-29, 31-33, a power source and a combined
неподвижную часть 3, содержащую основной вычислитель 33, 34, блок интерфейсов и механический демпфер.
Схема содержит ряд важных вспомогательных компонентов:The circuit contains a number of important ancillary components:
электромеханические приводы арретиров (по каждой из осей), служащих для надежной фиксации подвижной части относительно неподвижного основания при взлете и посадке, а также в транспортировочном положении, при этом подвижная часть подворачивается зрачками внутрь вилки, обеспечивая защиту последних;electromechanical cage drives (along each of the axes), which serve to securely fix the movable part relative to the fixed base during takeoff and landing, as well as in the transport position, while the movable part is turned by the pupils inside the plug, ensuring the protection of the latter;
высокоточные датчики абсолютного углового положения каждой оси, обеспечивающие дискретность угловых отсчетов с точностью 2,5 угл. сек;high-precision sensors of the absolute angular position of each axis, providing discreteness of angular readings with an accuracy of 2.5 angles. sec;
бесколлекторные двигатели, развивающие угловой момент более 1,4 Нм.brushless motors developing an angular momentum of more than 1.4 Nm.
Стабилизированная оптико-электронная система беспилотного летательного аппарата мультироторного типа обеспечивает выполнение следующих функций:The stabilized optical-electronic system of a multi-rotor unmanned aerial vehicle provides the following functions:
формирование интегрированных цифровых видеопотоков, полученных от каналов телевизионного и тепловизионных для фиксированных промежуточных значений полей зрения по каждому из каналов;formation of integrated digital video streams received from television and thermal imaging channels for fixed intermediate values of fields of view for each of the channels;
круглосуточно в ограниченно сложных метеоусловиях формирование интегрированного цифрового потока данных фонно-целевой обстановки в оптическом контрасте, полученном с помощью телевизионного канала и тепловом контрасте, полученного с помощью тепловизионного канала;round-the-clock in severely difficult weather conditions, the formation of an integrated digital data stream of the background-target environment in optical contrast obtained using a television channel and thermal contrast obtained using a thermal imaging channel;
формирование двухспектральных интегрированных цифровых изображений фоно-целевой обстановки;formation of two-spectral integrated digital images of the background-target environment;
по внешнему целеуказанию обнаружение целей в видимом и средневолновом ИК диапозонах длин волн и их автоматическое сопровождение;by external target designation, target detection in the visible and medium-wave IR wavelength ranges and their automatic tracking;
измерения дальности до цели;measuring range to the target;
определение координат цели относительно геометрических осей беспилотного летательного аппарата;determination of the coordinates of the target relative to the geometric axes of the unmanned aerial vehicle;
лазерный подсвет обнаруженных целей для наведения управляемого вооружения;laser illumination of detected targets for targeting guided weapons;
автоматическое сопровождение целей;automatic tracking of targets;
формирование регулированного строба, в соответствии с угловым размером цели, для предъявления оператору изображений целей;the formation of an adjustable strobe, in accordance with the angular size of the target, for presentation to the operator of images of targets;
встроенный контроль функционирования составных частей оптико-электронной системы беспилотного летательного аппарата;built-in control of the functioning of the components of the optoelectronic system of the unmanned aerial vehicle;
автоматическую блокировку (приведение в походное положение) оптико-электронной системы при взлете и посадке беспилотного летательного аппарата, а также по внешней команде.automatic blocking (bringing to the stowed position) of the optoelectronic system during takeoff and landing of the unmanned aerial vehicle, as well as by an external command.
На фиг. 2 изображена структурная схема лазерного излучателя 13 дальномера-целеуказателя с устройством питания и управления лазерным излучателем 14, состоящих из совмещенного выходного и заднего зеркала оптического резонатора 37, узла клиньев 38, отражателя 39, призмы поворотной 40, призмы Довэ 41, брюстеровских поляризаторов 42, электрооптического затвора 43, пластины λ/4 44, устройство питания и управления лазерным излучателем 14, система термостабилизации и плата управления электрооптическим затвором 45, единый блок питания линеек лазерных диодов 46, драйвер лазерных диодов 47, драйвер системы термостабилизации 48.FIG. 2 shows a block diagram of a
Достоинством приведенной схемы является то, что наличие двух призм, обеспечивают стабильность резонатора к изменениям геометрии («нерасстраиваемость») составляющих резонатора, а также наличие юстировочного узла клиньев 38, обеспечивающего возможность совмещения выходного и заднего зеркал резонатора на одной подложке.The advantage of the above scheme is that the presence of two prisms ensures the stability of the resonator to changes in the geometry ("non-detuning") of the resonator components, as well as the presence of an adjustment unit of
Плата управления затвором предназначена для формирования импульса напряжения заданной амплитуды, формы и длительности, необходимого для управления электрооптическим затвором. Функционально блок питания делится на драйвер питания и управления линейками лазерных диодов и драйвер системы термостабилизации.The gate control board is designed to generate a voltage pulse of a given amplitude, shape and duration, which is required to control the electro-optical gate. Functionally, the power supply is divided into a driver for power supply and control of laser diode lines and a driver for a thermal stabilization system.
Драйвер лазерных диодов 47 предназначен для формирования импульсов тока заданной частоты, длительности и амплитуды в нагрузке и формирования сигнала защиты от превышения максимально допустимой амплитуды импульса тока через лазерные диоды или напряжения на зарядном конденсаторе.The
Драйвер системы термостабилизации 48 предназначен для измерения и регулирования температуры на лазерные диоды, измерения температуры на корпусе прибора. Регулирование осуществляется изменением напряжения на термоэлектрических элементах по алгоритму.The driver of the
На фиг. 3 изображена структурная схема системы гироскопической стабилизации, состоящая из оптического блока приборов 49, платформы 50 с установленными на ней блоком гироскопических чувствительных элементов по трем осям ГХГYГZ 18 и блоком трехкомпонентных миниатюрных вибрационных акселерометров AXAYAZ 19, двухосевого карданового подвеса с консольным закреплением оси наружной рамы (на фиг. 3 не показан), привода горизонтальной плоскости 51, датчика угла вертикальной плоскости 52, датчика угла горизонтальной плоскости 53, усилительно-преобразующее устройство сигнала горизонтальной плоскости 54, интегратора сигнала горизонтальной плоскости 55, привода вертикальной плоскости 56, усилительно-преобразующее устройство сигнала вертикальной плоскости 57, интегратора сигнала вертикальной плоскости 58, преобразователь координат 59, блок управления 60.FIG. 3 shows a block diagram of a gyroscopic stabilization system, consisting of an optical block of
На фиг. 4 изображена функциональная схема системы гироскопической стабилизации, состоящая из: оптического блока приборов 49 (объекта стабилизации), платформы 50, чувствительных элементов 61, формирователя момента 62, приводов 63.FIG. 4 shows a functional diagram of a gyroscopic stabilization system, consisting of: an optical block of instruments 49 (stabilization object), a
Возмущающий момент по оси стабилизации МB.H, действующий на объект стабилизации в двухосном подвесе, вызывает движение объекта стабилизации в инерциальном пространстве. Параметры этого движения углы α и угловые скорости измеряются чувствительным элементом гироскопа или акселерометра, сигнал которых после преобразований, необходимых для получения требуемой точности, удовлетворительных характеристик устойчивости и качества регулирования, поступает на привод стабилизации.Disturbing moment along the stabilization axis М B. H acting on the stabilized object in a biaxial suspension causes the stabilization object to move in inertial space. The parameters of this motion are angles α and angular velocities are measured by a sensitive element of a gyroscope or accelerometer, the signal of which, after transformations necessary to obtain the required accuracy, satisfactory stability characteristics and control quality, is sent to the stabilization drive.
Привод прикладывает к объекту стабилизации момент МO.C., уравновешивающий момент внешних сил МВ.Н.. При этом движение гироскопа не оказывает силового воздействия на платформу, что позволяет применять в качестве чувствительного элемента гиростабилизатора малогабаритные гироскопы, а также лазерные, волоконно-оптические и микромеханические гироскопы.The drive applies to the stabilization object the moment M OC ., Balancing the moment of external forces M V. N. ... At the same time, the movement of the gyroscope does not exert a force effect on the platform, which makes it possible to use small-sized gyroscopes, as well as laser, fiber-optic and micromechanical gyroscopes as a sensitive element of the gyrostabilizer.
Система стабилизации включает в себя два контура обратной связи системы стабилизации и два контура обратной связи системы автоматического управления. При осуществлении ручного режима управления гиростабилизатором контуры обратной связи системы управления разомкнуты.The stabilization system includes two feedback loops of the stabilization system and two feedback loops of the automatic control system. When the gyrostabilizer is controlled manually, the feedback loops of the control system are open.
Режим стабилизации по оси Z (горизонтальной оси), согласно фиг. 4, при любых углах тангажа сигналы гироскопических чувствительных элементов поступают в преобразователь координат, где в соответствии с показаниями угла поворота объекта стабилизации вокруг оси тангажа формируется комбинированный сигнал гироскопических чувствительных элементов. Сигнал через усилительно-преобразующее устройство поступает на привод стабилизации. Управление по оси Z осуществляется подачей управляющего сигнала с блока управления 60 в канал обратной связи контура стабилизации.The stabilization mode along the Z-axis (horizontal axis), according to FIG. 4, at any pitch angles, the signals of the gyroscopic sensitive elements enter the coordinate converter, where, in accordance with the readings of the angle of rotation of the stabilized object around the pitch axis, a combined signal of the gyroscopic sensitive elements is formed. The signal goes through the amplifier-converting device to the stabilization drive. Control along the Z axis is carried out by applying a control signal from the
При углах поворота объекта стабилизации вокруг оси тангажа близких к 90° может привести к потере работоспособности гиростабилизатора, для сохранения работоспособности двухосного гиростабилизатора применяется второй гироскопический чувствительный элемент, ось чувствительности которого перпендикулярна оси чувствительности первого чувствительного элемента, а также применяется блок трехкомпонентных миниатюрных вибрационных акселерометров 19 в качестве дополнительного источника регистрации быстрых разворотов и/или неуправляемых вибраций. При любых углах тангажа работоспособность гиростабилизатора сохраняется либо путем переключения канала стабилизации по оси Z с одного гироскопического чувствительного элемента на второй в зависимости от угла тангажа, либо комбинацией двух гироскопических чувствительных элементов с весовым коэффициентом, в том числе при условии работоспособности блока трехкомпонентных миниатюрных вибрационных акселерометров.When the angles of rotation of the stabilized object around the pitch axis are close to 90 °, it can lead to the loss of the gyrostabilizer performance; to maintain the performance of the biaxial gyro stabilizer, a second gyroscopic sensor is used, the sensitivity axis of which is perpendicular to the sensitivity axis of the first sensitive element, and a block of three-component miniature vibration accelerometers as an additional source of registration of fast turns and / or uncontrolled vibrations. At any pitch angles, the gyrostabilizer remains operable either by switching the stabilization channel along the Z axis from one gyroscopic sensing element to the second, depending on the pitch angle, or by a combination of two gyroscopic sensing elements with a weight coefficient, including provided that the unit of three-component miniature vibration accelerometers is operable.
Режим стабилизации по оси X (вертикальной оси), связанной с изображением, осуществляется посредством подачи сигнала гироскопического чувствительного элемента через усилительно-преобразующее устройство 57 на привод стабилизации 56, управление осуществляется подачей управляющего сигнала с блока управления 60 в канал обратной связи контура стабилизации.The stabilization mode along the X-axis (vertical axis) associated with the image is carried out by supplying a signal from the gyroscopic sensing element through the amplifier-converting
Состояние и режимы работы системы стабилизации оптико-электронной системы беспилотного летательного аппарата:The state and operating modes of the stabilization system of the optoelectronic system of the unmanned aerial vehicle:
состояние механического арретирования, когда гиростабилизатор включен, комплекс оптических приборов жестко связан с беспилотным летательным аппаратом механическими арретирами, оптические оси приборов направлены вертикально вверх, для защиты оптически-прозрачных элементов конструкции на сфере;the state of mechanical locking, when the gyrostabilizer is turned on, the complex of optical devices is rigidly connected to the unmanned aerial vehicle by mechanical locking devices, the optical axes of the instruments are directed vertically upward to protect the optically transparent structural elements on the sphere;
состояние электрического арретирования, когда гиростабилизатор включен, гироскопическая стабилизация включена, сигналы с датчиков углового положения объекта стабилизации поступают на приводы стабилизации по соответствующим осям, объект стабилизации связан с беспилотным летательным аппаратом, производится выставка оптических осей приборов в перпендикулярное оси курса положение;the state of electrical locking, when the gyrostabilizer is on, gyroscopic stabilization is on, signals from the angular position sensors of the stabilization object are sent to the stabilization drives along the corresponding axes, the stabilization object is connected to the unmanned aerial vehicle, the optical axes of the instruments are set to a position perpendicular to the course axis;
состояние гироскопической стабилизации в инерциальном пространстве с возможностью ручного управления в горизонтальной и вертикальной плоскостях, производится обзор земной поверхности, разведка и поиск цели;the state of gyroscopic stabilization in inertial space with the possibility of manual control in the horizontal and vertical planes, the earth's surface is surveyed, reconnaissance and target search
состояние захвата и сопровождения цели, гироскопическая стабилизация включена, включена система автоматического управления гиростабилизатором по сигналам отклонения линии визирования от оптической оси, получаемых после обработки изображений с оптических приборов.the state of the target acquisition and tracking, the gyroscopic stabilization is on, the automatic control system of the gyrostabilizer is turned on according to the signals of the deviation of the line of sight from the optical axis, obtained after image processing from optical devices.
Таким образом, предлагаемое техническое решение позволяет повысить стабильность оси визирования дальномера-целеуказателя и точность оси визирования оптических приборов, установленных на гиростабилизированной платформе беспилотного летательного аппарата в условиях быстрых разворотов и/или неуправляемых вибраций.Thus, the proposed technical solution makes it possible to increase the stability of the sighting axis of the rangefinder-target designator and the accuracy of the sighting axis of optical devices installed on a gyro-stabilized platform of an unmanned aerial vehicle under conditions of rapid turns and / or uncontrolled vibrations.
Промышленная применимость полезной модели определяется тем, что предлагаемый комплекс может быть изготовлен в соответствии с предлагаемым описанием и чертежами на основе известных комплектующих изделий при использовании современного технологического оборудования и использован по прямому назначению для стабилизации оптико-электронной системы беспилотного летательного аппарата.The industrial applicability of the utility model is determined by the fact that the proposed complex can be manufactured in accordance with the proposed description and drawings based on known components using modern technological equipment and used for its intended purpose to stabilize the optoelectronic system of an unmanned aerial vehicle.
Источники информации:Sources of information:
1. Тарасов В.В., Здобников А.Е., Груздев В.В., Гомзин А.В., Лачугин В.А. Патент на изобретение RU №2294514 С1 «Прицельный комплекс боевого беспилотного летательного аппарата». 2005128325/02. Заяв. 13.09.2005. Опубл. 27.02.2007. Бюл. №6.1. Tarasov V.V., Zdobnikov A.E., Gruzdev V.V., Gomzin A.V., Lachugin V.A. Patent for invention RU No. 2294514 C1 "Aiming system of a combat unmanned aerial vehicle". 2005128325/02. Application. 13.09.2005. Publ. February 27, 2007. Bul. No. 6.
2. Тарасов В.В., Груздев В.В., Грушинский В.А. Патент на полезную модель RU №139683 U1 «Оптико-электронная система боевого беспилотного летательного аппарата». 2013111592/28. Заяв. 15.03.2013. Опубл. 20.04.2014. Бюл. №11.2. Tarasov V.V., Gruzdev V.V., Grushinsky V.A. Utility model patent RU No. 139683 U1 "Optical-electronic system of a combat unmanned aerial vehicle". 2013111592/28. Application. 03/15/2013. Publ. 04/20/2014. Bul. No. 11.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020126433U RU202176U1 (en) | 2020-08-05 | 2020-08-05 | STABILIZED OPTICAL-ELECTRONIC SYSTEM OF UNMANNED AIRCRAFT OF MULTIROTOR TYPE |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020126433U RU202176U1 (en) | 2020-08-05 | 2020-08-05 | STABILIZED OPTICAL-ELECTRONIC SYSTEM OF UNMANNED AIRCRAFT OF MULTIROTOR TYPE |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU202176U1 true RU202176U1 (en) | 2021-02-05 |
Family
ID=74551056
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2020126433U RU202176U1 (en) | 2020-08-05 | 2020-08-05 | STABILIZED OPTICAL-ELECTRONIC SYSTEM OF UNMANNED AIRCRAFT OF MULTIROTOR TYPE |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU202176U1 (en) |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU139683U1 (en) * | 2013-03-15 | 2014-04-20 | Открытое акционерное общество Центральный научно-исследовательский институт "ЦИКЛОН" | OPTICAL-ELECTRONIC SYSTEM OF BATTLE UNMANNED AIRCRAFT |
CN104296598A (en) * | 2013-07-18 | 2015-01-21 | 贵州贵航飞机设计研究所 | Method for stably tracking irradiation target by means of airborne anti-smoke photoelectric sight-stabilizing system of unmanned aerial vehicle |
CN205931284U (en) * | 2016-04-05 | 2017-02-08 | 南京爱丁堡环保科技有限公司 | Sudden and violent unmanned aerial vehicle in laser town |
RU2664788C1 (en) * | 2017-08-31 | 2018-08-22 | Публичное акционерное общество "Красногорский завод им. С.А. Зверева" | Optical-electronic target search and tracking system |
RU183717U1 (en) * | 2018-06-26 | 2018-10-01 | Российская Федерация, от имени которой выступает ФОНД ПЕРСПЕКТИВНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ | Multirotor unmanned aerial vehicle |
RU2703492C1 (en) * | 2018-09-10 | 2019-10-17 | Акционерное общество "Ижевский радиозавод" | Optoelectronic device and method of adjusting parallelism of optical axes of components of an optoelectronic device |
-
2020
- 2020-08-05 RU RU2020126433U patent/RU202176U1/en active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU139683U1 (en) * | 2013-03-15 | 2014-04-20 | Открытое акционерное общество Центральный научно-исследовательский институт "ЦИКЛОН" | OPTICAL-ELECTRONIC SYSTEM OF BATTLE UNMANNED AIRCRAFT |
CN104296598A (en) * | 2013-07-18 | 2015-01-21 | 贵州贵航飞机设计研究所 | Method for stably tracking irradiation target by means of airborne anti-smoke photoelectric sight-stabilizing system of unmanned aerial vehicle |
CN205931284U (en) * | 2016-04-05 | 2017-02-08 | 南京爱丁堡环保科技有限公司 | Sudden and violent unmanned aerial vehicle in laser town |
RU2664788C1 (en) * | 2017-08-31 | 2018-08-22 | Публичное акционерное общество "Красногорский завод им. С.А. Зверева" | Optical-electronic target search and tracking system |
RU183717U1 (en) * | 2018-06-26 | 2018-10-01 | Российская Федерация, от имени которой выступает ФОНД ПЕРСПЕКТИВНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ | Multirotor unmanned aerial vehicle |
RU2703492C1 (en) * | 2018-09-10 | 2019-10-17 | Акционерное общество "Ижевский радиозавод" | Optoelectronic device and method of adjusting parallelism of optical axes of components of an optoelectronic device |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7932925B2 (en) | System and method for stabilizing an image | |
CA2304241C (en) | System for pseudo on-gimbal, automatic line-of-sight alignment and stabilization of off-gimbal electro-optical passive and active sensors | |
US9435520B2 (en) | Gimbal systems providing high-precision imaging capabilities in a compact form-factor | |
CN108036801B (en) | Visual axis inertia stable reference datum device | |
JP4714907B2 (en) | Gyro system for bore sighting equipment | |
US4701602A (en) | Adaptable modular stabilization system | |
JP6591246B2 (en) | An airwave instrument for the measurement of optical wavefront disturbances in the airflow around an onboard system. | |
JPH03213498A (en) | Optoelectronics system to support air attach and air navigation assignment | |
Miller et al. | Gimbal system configurations and line-of-sight control techniques for small UAV applications | |
US3446980A (en) | Stabilized sight system employing autocollimation of gyro-stabilized light beam to correct yaw and pitch orientation of coupled sight line and servo system mirrors | |
Sushchenko et al. | Robust stabilization of UAV observation equipment | |
US11070718B2 (en) | Image stabilization systems and methods | |
RU202176U1 (en) | STABILIZED OPTICAL-ELECTRONIC SYSTEM OF UNMANNED AIRCRAFT OF MULTIROTOR TYPE | |
RU2573709C2 (en) | Self-guidance active laser head | |
US3761714A (en) | Stabilized optical tracking device | |
RU2693028C2 (en) | Combined multi-channel homing head | |
US9158045B1 (en) | Stabilization of a heliostat output mirror using an inertial reference beam | |
GB2590956A (en) | Guidance head and method | |
Wang et al. | A hardware-in-the-loop simulation for LOS rate estimation of strapdown seeker based on EKF | |
RU2816243C1 (en) | Combined observation device - sight | |
RU125733U1 (en) | OPTICAL SIGHT OF THE TANK TANK FIRE CONTROL SYSTEM | |
Yang et al. | Control technology of stable gaze scanning based on airborne platform | |
Li et al. | Composite axis control system development of airborne electro-optical platform | |
Hamilton | Strapdown optical stabilization system for EO sensors on moving platforms | |
Ansari et al. | trends in Sighting Systems for combat Vehicles |