RU2090823C1

RU2090823C1 - Method of sighting

Info

Publication number: RU2090823C1
Application number: RU94017384A
Authority: RU
Inventors: М.М. Старостин; В.И. Ткаченко
Original assignee: Военная академия бронетанковых войск
Priority date: 1994-05-13
Filing date: 1994-05-13
Publication date: 1997-09-20
Also published as: RU94017384A

Abstract

FIELD: various sighting devices of military equipment (optical, TV, infra-red, etc sights), sighting devices of laser range finders, sighting object tracking systems in television, space communication, etc. SUBSTANCE: method is featured by the fact that brightness and color of sighting index illumination are periodically varied; the frequencies of variation of brightness f_A and color f_o, as well as the number of illumination colors n are selected processing from the following relations:

Description

Изобретение относится к способам повышения эффективности управления, а более конкретно к способам визирования. The invention relates to methods for improving management efficiency, and more particularly to methods of sighting.

Для решения ряда задач управления, например при передаче сигналов управления на объект управления, необходимо прежде всего решить задачу надежного визирования объекта управления. В настоящее время эта задача решается путем придания устройствам визирования такого положения, которое обеспечило бы совмещение линии визирования с объектом визирования. Это обеспечивается визирными устройствами, реализующими различные способы визирования. От эффективности реализованного способа визирования зависит и эффективность управления. To solve a number of control tasks, for example, when transmitting control signals to a control object, it is necessary first of all to solve the problem of reliable sighting of the control object. Currently, this problem is being solved by giving the sighting devices such a position that would ensure the alignment of the line of sight with the object of sight. This is provided by sighting devices that implement various methods of sighting. The effectiveness of management depends on the effectiveness of the implemented method of sighting.

Известен, например, способ визирования, реализованный в комплексе вооружения танка Т-62 (см. например, "Руководство по материальной части и эксплуатации танка Т-62", Воениздат, М.1968, с. 195-210). В этом комплексе при стрельбе в обычных условиях с места по неподвижной цели визирование осуществляется путем совмещения точки визирования с визирным индексом, с изменение условий стрельбы учитывается перемещением визирного индекса на определенную угловую величину до выстрела. При этом возникает необходимое угловое рассогласование между линией визирования и вооружением (осью канала ствола), что обеспечивает с одной стороны ввод поправки, а с другой - однообразие визирования (совмещение точки визирования и визирного индекса). Однако этому способу визирования свойственны недостатки. При стрельбе в условиях, отличных от обычных (стрельба с ходу, под движущейся цели, при боковом ветре и т. д. ), приходится постоянно вводить поправку в положение визирного индекса относительно объекта визирования (цели). То есть вводить коррекцию в его положение. В этом случае нарушается однообразие прицеливания, снижается его точность, а вместе с этим резко падает и эффективность стрельбы. Known, for example, is the sighting method implemented in the armament complex of the T-62 tank (see, for example, "Manual on the material part and operation of the T-62 tank", Military Publishing House, M.1968, p. 195-210). In this complex, when shooting under normal conditions from a stationary target, sighting is carried out by combining the point of sight with the sighting index, with a change in shooting conditions taken into account by moving the sighting index by a certain angular value before the shot. In this case, the necessary angular mismatch arises between the line of sight and the armament (axis of the bore channel), which provides correction input on the one hand, and uniformity of sight on the other (combining the point of sight and the target index). However, this method of sighting has disadvantages. When shooting under conditions other than normal (firing on the move, under a moving target, with a crosswind, etc.), you must constantly introduce an amendment to the position of the target index relative to the object of sight (target). That is, introduce a correction in his position. In this case, the uniformity of aiming is violated, its accuracy decreases, and at the same time, the firing efficiency drops sharply.

Известен также способ визирования (см. например, "Танк-80Б". Техническое описание и инструкция по эксплуатации. Кн. 1, М. Воениздат, 1984, с. 48-54, с. 86), являющийся прототипов заявляемого. Он заключается в подсветке визирного индекса и совмещении его с изображением объекта визирования. В этом способе, в отличие от других известных (см. выше), поправки на отклонение условий стрельбы от нормальных вводятся в положение вооружения по отношению к линии визирования (визирному индексу), а не наоборот. Кроме того, для обнаружения визирного индекса (прицельной марки) в неблагоприятных условиях стрельбы (плохая видимость, пыле-дымовые и световые помехи и др.) он подсвечивается. Возможность совмещения визирного индекса с объектом визирования при визировании и ввода правок в положение вооружения относительно линии визирования обеспечивают однообразие при визировании (прицеливании), а вместе с этим улучшают эргономические условия при визировании (прицеливании). В результате повышается точность визирования и эффективность стрельбы. There is also a method of sighting (see, for example, "Tank-80B." Technical description and operating instructions. Book 1, M. Voenizdat, 1984, pp. 48-54, p. 86), which is the prototype of the claimed. It consists in highlighting the target index and combining it with the image of the object of sight. In this method, unlike other known ones (see above), corrections for deviation of the firing conditions from normal are introduced into the weapon position with respect to the line of sight (target index), and not vice versa. In addition, it is highlighted to detect the target index (sighting mark) in adverse shooting conditions (poor visibility, dust, smoke and light interference, etc.). The possibility of combining the sight index with the object of sight when sighting and entering corrections into the weapon position relative to the line of sight provides uniformity when sighting (aiming), and at the same time improve the ergonomic conditions when sighting (aiming). As a result, the accuracy of sighting and firing efficiency are increased.

Однако этот способ визирования также имеет недостатки. Несмотря на однообразие прицеливания при стрельбе по различным целям наводчик (оператор) должен удерживать линию визирования на цели (на точке прицеливания) в течение продолжительного времени (не менее 3 с), которое необходимо для ввода требуемых поправок в положение вооружения. Это время еще более увеличивается, если стрельба производится ракетой. Например, при стрельбе управляемой ракетой на максимальную дальность наводчик (оператор) вынужден удерживать визирный индекс (прицельную марку) на цели более 15 с (см. например, А.Н.Латухин "Противотанковое вооружение", М. Воениздат, 1974, с. 192-235). Такое визирование (прицеливание) несмотря на то, что оно точнее и проще, чем в танке Т-62, вызывает повышенную напряженность наводчика (оператора), в частности, его зрительного аппарата, что очень часто приводит к потере цели или визирного индекса (даже при его подсветке), в условиях действия пыле-дымовых и световых помех, особенно на пестрых фонах различной яркости. However, this method of sighting also has disadvantages. Despite the uniformity of aiming when firing at different targets, the gunner (operator) must keep the line of sight on the target (at the aiming point) for a long time (at least 3 s), which is necessary to enter the required amendments into the weapon position. This time is even longer if firing is carried out by a rocket. For example, when firing a guided missile at maximum range, the gunner (operator) is forced to keep a target index (reticle) for targets of more than 15 s (see, for example, A.N. Latukhin "Anti-tank weapons", M. Voenizdat, 1974, p. 192 -235). Such sighting (aiming), despite the fact that it is more accurate and simpler than in the T-62 tank, causes increased tension for the gunner (operator), in particular, his visual apparatus, which very often leads to loss of target or target index (even with its illumination), in conditions of dust and smoke and light interference, especially on colorful backgrounds of varying brightness.

Целью изобретения является улучшение условий и повышение помехоустойчивости и точности визирования (прицеливания). The aim of the invention is to improve conditions and increase noise immunity and accuracy of sighting (aiming).

Указанная цель достигается тем, что периодически изменяют яркость и цвет подсветки визирного индекса, при этом частоты изменения яркости f_A и цвета f₀, а также количество цветов n подсветки выбирают, исходя из следующих соотношений:
f₀ n f_A и
1/n f_A≥
где T_и время инерции системы "глаз визирное устройство".This goal is achieved by periodically changing the brightness and color of the backlight of the target index, while the frequency of changing the brightness f _A and color f ₀ , as well as the number of colors n of the backlight, are selected based on the following relationships:
f ₀ nf _A and
1 / nf _A ≥
where T _and the inertia time of the "eye sighting device" system.

Изменение сигнала подсветки по яркости и цвету в процессе самого прицеливания облегчает наводчику обнаружение визирного индекса на пестрых фонах местности различных яркости и цвета. А изменение по какому либо периодическому закону облегчает наводчику слежение за визирным индексом (из-за адаптации). Изменение яркости сигнала подсветки от нуля до величины, превышающей яркость фона, и многократное изменение его цвета за это же время позволяют за один период изменения яркости отчетливо наблюдать и цель (когда его яркость превышает яркость фона и/или цели). Регулируя до начала процесса визирования (прицеливания) амплитуду и частоту изменения яркости и цвета визирного индекса (прицельной марки) и фона, а более точно при невысоком уровне яркости фона. В других случаях эффективность снижается. При существующем увеличении яркости фона за один период изменения яркости визирного индекса (прицельной марки) время видимого состояния визирного индекса (прицельной марки) значительно уменьшается, а время его (ее) отсутствия увеличивается. При продолжительном отсутствии визирного индекса (прицельной марки) операторы (особенно новички) теряют уверенность и в моменты его (ее) кратковременного появления просто не успевают своевременно корректировать его (ее) положение относительно цели. Стрельба в условиях помех (световых и пыле-дымовых), а также сложных (ярких и пестрых) фонов, особенно при увеличения времени визирования (при стрельбе управляемой ракетой на большие расстояния), усугубляет ситуацию. Кроме того, необходимость повышения яркости визирного индекса (прицельной марки) из-за повышенной яркости фона, ее периодическое изменение, а также подверженность электрической схемы подсветки внутренним помехам, особенно высокочастотным, имеющим место в системах электроснабжения боевых машин, приводят к тому, что изображение прицельной марки с повышением ее яркости расплывается, становится нечетким, а периодичность сигнала подсветки нарушается. Вместе с тем, в процессе продолжительного слежения прицельной маркой за целью (обычно при стрельбе управляемой ракетой) возможно многократное изменение (ухудшение) контраста между визирным индексом (прицельной маркой) и фоном, а оператор в ряде случаев (например, с момента пуска управляемой ракеты и до окончания процесса наведения), удерживая визирный индекс (прицельную марку) на цели, уже не может вмешаться в процесс подсветки с целью его коррекции. Поэтому сигнал подсветки помимо периодического изменения яркости и цвета подвергается дополнительно двойной фильтрации: вначале электрической, а затем оптической. При этом фильтрация (и электрическая, и оптическая) происходит на частоте изменения сигнала (с целью стабилизации периодичности сигнала подсветки). Changing the backlight signal in terms of brightness and color during the aiming process makes it easier for the gunner to detect the target index on colorful terrain backgrounds of different brightness and color. A change in any periodic law makes it easier for the gunner to keep track of the target index (due to adaptation). Changing the brightness of the backlight signal from zero to a value exceeding the brightness of the background, and repeatedly changing its color during the same time, allow one to clearly observe the target in one period of brightness change (when its brightness exceeds the brightness of the background and / or target). By adjusting the amplitude and frequency of changing the brightness and color of the index of sight (aiming mark) and background, before starting the process of sighting (aiming), and more precisely at a low level of background brightness. In other cases, the effectiveness is reduced. With the existing increase in background brightness for one period of change in the brightness of the target index (reticle), the time of the visible state of the target index (reticle) is significantly reduced, and the time of its absence is increased. With a prolonged absence of a target index (reticle), operators (especially beginners) lose confidence and at the moments of his (her) short-term appearance simply do not have time to timely correct his (her) position relative to the target. Shooting under conditions of interference (light and dust-smoke), as well as complex (bright and colorful) backgrounds, especially when increasing the time of sight (when firing a guided missile over long distances), exacerbates the situation. In addition, the need to increase the brightness of the target index (aiming mark) due to the increased brightness of the background, its periodic change, as well as the susceptibility of the backlight electrical circuit to internal noise, especially high-frequency, which occurs in the power supply systems of combat vehicles, lead to the image brand with increasing its brightness diffuses, becomes fuzzy, and the frequency of the backlight signal is violated. At the same time, during prolonged tracking of the target mark with a target mark (usually when firing a guided missile), it is possible to repeatedly change (worsen) the contrast between the sight index (aim mark) and the background, and the operator in some cases (for example, from the moment the guided missile is launched and until the end of the guidance process), holding the retention index (reticle) on the target, can no longer intervene in the highlighting process in order to correct it. Therefore, in addition to periodically changing the brightness and color, the backlight signal undergoes additional double filtering: first, electric, and then optical. In this case, filtering (both electrical and optical) occurs at the frequency of the signal change (in order to stabilize the frequency of the backlight signal).

Использование предлагаемого способа происходит следующим образом. Оператор, наблюдая через оптическую формирующую систему, обнаруживает объект визирования (цель) и как можно точнее совмещает его с визирным индексом (прицельной маркой), сформированным в блоке формирования визирного индекса (прицельной маркой). В современных прицельных устройствах визирный индекс нанесен на стеклянной пластинке (см. например, В.И.Котовский и др. "Курс вооружения танков", М. ВАБТВ, 1957, с. 340) в форме угольника, с вершиной которого и совмещается объект визирования при визировании. В ряде других прицельных устройств визирный индекс может быть сформирован электроннооптическим путем. В этом случае его изображение образуется на экране электронно-лучевой трубки (телевизионной трубки) и при помощи оптических преломляющих устройств вводится в поле зрения оператора (см. например, И.Н.Гуглин "Телевизионные игровые автоматы и тренажеры", М. "Радио и связь", 1982 г.). В современных прицелах изменение яркости можно получить путем изменения амплитуды напряжения (тока) подсветки. Для этого в цепь питания лампы подсветки достаточно включить регулируемое сопротивление и периодически изменять его сопротивление. Можно также для питания лампы подсветки использовать генератор стандартных сигналов (периодических). В этом случае изменения амплитуды сигнала подсветки визирного индекса (прицельной марки) будет происходить синфазно с изменением периодического сигнала. Электрическую фильтрацию сигнала подсветки визирного индекса (прицельной марки) для преобразования сигнала из электрической формы в оптическую. При этом фильтр настраивается на частоту изменения амплитуды сигнала подсветки прицельной марки. Благодаря этому из электрического сигнала исключаются высокочастотные составляющие, способствующие размыванию изображения визирного индекса (прицельной марки). Изменение цвета и оптическая фильтрация сигнала подсветки происходят путем его пропускания (уже в оптической форме) через блок светофильтров. При этом за один период (точнее за время видимого состояния визирного индекса) смена светофильтров происходит n раз. То есть частота изменения цвета сигнала (луча) подсветки определяется выражением: f₀ n f_A, где f₀ частота изменения цвета оптического сигнала подсветки визирного индекса, n количество цветов, выбранных для подсветки визирного индекса (прицельной марки), f₀ частота изменения амплитуды сигнала подсветки визирного индекса. При выборе цвета светофильтров и их количества следует исходить из преобладающих цветов фона и объектов визирования. Например, при темных фонах и объектах визирования (целях) цвет сигнала подсветки должен быть светлым (желтым, оранжевым и др. ), а при светлых наоборот. От правильного выбора зависит контраст визирного индекса и фона объекта визирования (цели). Кроме того, количество цветов (светофильтров), выбранных для подсветки, зависит от частоты изменения амплитуды сигнала подсветки прицельной марки. Чем выше частота, тем меньшим должно быть количество выбранных цветов, чтобы соблюдалось условие различимости цветов. Для выполнения этого условия численное значение количества цветов, выбранных для подсветки визирного индекса, и частота изменения амплитуды сигнала подсветки должны удовлетворять неравенству 1/nf_A≥T₄.Using the proposed method is as follows. The operator, observing through the optical forming system, discovers the object of sight (target) and as accurately as possible combines it with the target index (reticle) formed in the target index formation block (reticle). In modern sighting devices, the target index is printed on a glass plate (see, for example, V.I. Kotovsky and others. “The course of arming tanks”, M. VABTV, 1957, p. 340) in the form of a square, with the top of which the object of sight is aligned at sight. In a number of other sighting devices, the target index can be generated electronically. In this case, its image is formed on the screen of a cathode ray tube (television tube) and is introduced into the field of view of the operator using optical refractive devices (see, for example, I.N. Guglin "Television gaming machines and simulators", M. "Radio and communication ", 1982). In modern sights, a change in brightness can be obtained by changing the amplitude of the voltage (current) of the backlight. To do this, it is enough to include an adjustable resistance in the power circuit of the backlight lamp and periodically change its resistance. You can also use the standard signal generator (periodic) to power the backlight. In this case, changes in the amplitude of the illumination signal of the target index (aiming mark) will occur in phase with a change in the periodic signal. Electrical filtering of the illumination signal of the target index (reticle) to convert the signal from an electrical form to an optical one. In this case, the filter is tuned to the frequency of the amplitude change of the illumination of the reticle. Due to this, high-frequency components are excluded from the electrical signal, which contribute to the blurring of the image of the target index (aiming mark). The color change and optical filtering of the backlight signal occurs by transmitting it (already in optical form) through the filter block. Moreover, for one period (more precisely, during the visible state of the target index), the change of filters occurs n times. That is, the color change frequency of the backlight signal (beam) is determined by the expression: f ₀ nf _A , where f ₀ is the color change frequency of the optical signal of the illumination of the target index, n is the number of colors selected to highlight the target index (aim mark), f _{0 is the} frequency of the signal amplitude Highlighting the target index. When choosing the color of filters and their number should be based on the prevailing background colors and objects of sight. For example, with dark backgrounds and objects of sight (goals), the color of the backlight signal should be light (yellow, orange, etc.), and with light, vice versa. The contrast of the target index and background of the object of sight (target) depends on the right choice. In addition, the number of colors (filters) selected for illumination depends on the frequency of the change in the amplitude of the illumination signal of the reticle. The higher the frequency, the smaller the number of selected colors should be in order to meet the condition for distinguishable colors. To fulfill this condition, the numerical value of the number of colors selected for illumination of the target index, and the frequency of change in the amplitude of the illumination signal must satisfy the inequality 1 / nf _A ≥T ₄ .

Предложенный способ позволяет получить положительный эффект, заключающийся в том, что существенно облегчено обнаружение визирного индекса на пестрых фонах различных яркости и цвета, так как изменение его цвета и яркости по какому-либо периодическому закону, например синусоидальному, облегчает наводчику слежение за ним (из-за адаптации). Повышена четкость изображения визирного индекса (прицельной марки и ее контраст с фоном (благодаря исключению из сигнала подсветки высокочастотных составляющих и его оптической фильтрации)). The proposed method allows to obtain a positive effect, namely, that it is significantly easier to detect the target index on variegated backgrounds of various brightness and color, since changing its color and brightness according to some periodic law, for example, sinusoidal, makes it easier for the gunner to track it (because for adaptation). The clarity of the image of the target index (aiming mark and its contrast with the background (due to the exclusion of high-frequency components from the backlight signal and its optical filtering) is increased.

Экспериментальная проверка эффективности предложенного способа визирования свидетельствует о существенном повышении точности визирования при стрельбе в сложных условиях (пестрых фон, переменная яркость цели и фона, большие дальности стрельбы управляемой ракетой и др.). Частость попадания при электронных стрельбах, полученная операторами с использованием предложенного способа, превысила на 15-20 частость попадания, полученную традиционными способами визирования в аналогичных условиях. An experimental verification of the effectiveness of the proposed method of sighting indicates a significant increase in the accuracy of sighting when shooting in difficult conditions (variegated background, variable brightness of the target and background, long range firing of guided missiles, etc.). The hit rate during electronic firing, obtained by operators using the proposed method, exceeded by 15-20 the hit rate obtained by traditional methods of sighting under similar conditions.

Claims

The method of sighting, which consists in highlighting the sighting index and combining it with the image of the sighting object, characterized in that the brightness and color of the illumination of the sighting index are periodically changed, while the frequency of changing the brightness f _A and color f ₀ , as well as the number of colors n of the backlight, are selected based on of the following ratios:
f ₀ nf _A ;
1 / nf _A ≥ T _and ,
where T _and the inertia time of the eye system are the sighting device.