RU2278399C2 - Method for detecting optical and optical-electronic surveillance means and device for realization of said method - Google Patents
Method for detecting optical and optical-electronic surveillance means and device for realization of said method Download PDFInfo
- Publication number
- RU2278399C2 RU2278399C2 RU2004118096/09A RU2004118096A RU2278399C2 RU 2278399 C2 RU2278399 C2 RU 2278399C2 RU 2004118096/09 A RU2004118096/09 A RU 2004118096/09A RU 2004118096 A RU2004118096 A RU 2004118096A RU 2278399 C2 RU2278399 C2 RU 2278399C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- video signal
- input
- optical
- signals
- video
- Prior art date
Links
Abstract
Description
Изобретение относится к оптической локации и может использоваться для обнаружения оптических средств наблюдения и прицеливания на фоне сложной подстилающей поверхности, а также для определения точного положения (привязки) обнаруженных средств к характерным объектам на местности: зданиям, сооружениям, оконным проемам, отдельным предметам на местности с использованием телевизионных методов обработки видеосигналов в условиях маскирующего эффекта сигналов подстилающей поверхности.The invention relates to optical location and can be used to detect optical means of observation and aiming against a complex underlying surface, as well as to determine the exact position (binding) of the detected means to typical objects on the ground: buildings, structures, window openings, individual objects on the ground with using television methods for processing video signals in the conditions of the masking effect of the underlying surface signals.
Известен способ обнаружения средств оптического и оптоэлектронного типа (патент РФ №2133485), выбранный в качестве прототипа. Способ основан на зондировании контролируемого объема пространства сканируемым импульсным лазерным излучением, приеме оптических сигналов изображения в спектральном диапазоне отраженного лазерного излучения с заданной дальности и прилегающего к ней участка пространства, определяемого глубиной наблюдения, преобразования принятых сигналов изображения в видеосигнал, пороговой селекции совокупности принятых видеосигналов для устранения мешающего фонового изображения, при этом зондирование контролируемого объема пространства осуществляют с частотой повторения импульсов лазерного излучения, равной fс/n, где fс - частота строк используемого телевизионного метода преобразования сигналов, n - натуральное число, удовлетворяющее условию n≤fc/fk, a fk - частота кадров используемого телевизионного метода преобразования сигналов, при этом излучаемую последовательность лазерных импульсов кодируют путем амплитудной манипуляции с частотой fk/m, где m - натуральное число, удовлетворяющее условию 2≤m≤fk/2, выявляют из числа принятых видеосигналов, превысивших порог, видеосигналы, коррелированные с кодом амплитудной манипуляции излученной последовательности импульсов, и при их наличии автоматически формируют сигнал тревоги, а после преобразования видеосигналов, коррелированных с кодом амплитудной манипуляции излученной последовательности импульсов в оптическое изображение, фиксируют с помощью оператора утомляющее мерцание яркости телевизионного экрана с частотой амплитудной манипуляции.A known method of detecting means of optical and optoelectronic type (RF patent No. 2133485), selected as a prototype. The method is based on sensing the controlled volume of space with scanned pulsed laser radiation, receiving optical image signals in the spectral range of reflected laser radiation from a given range and adjacent portion of space, determined by the depth of observation, converting the received image signals into a video signal, threshold selection of the totality of received video signals to eliminate interfering background image, while sensing a controlled amount of space They are with a pulse repetition rate of laser radiation equal to f s / n, where f s is the line frequency of the used television signal conversion method, n is a natural number satisfying the condition n≤f c / f k , af k is the frame frequency of the used television conversion method signals, while the emitted sequence of laser pulses is encoded by amplitude manipulation with a frequency f k / m, where m is a natural number satisfying the condition 2≤m≤f k / 2, the video signal is detected from the number of received video signals that exceed the threshold s, correlated with the amplitude manipulation code of the emitted pulse sequence, and if present, automatically generate an alarm, and after converting the video signals correlated with the amplitude manipulation code of the emitted pulse sequence into an optical image, the tiring flicker of the brightness of the television screen with the frequency of amplitude manipulation is recorded using the operator .
Однако данный способ малоэффективен при обнаружении сигналов оптических средств на фоне сложной подстилающей поверхности, например, когда отраженный сигнал наблюдается на фоне темного окна или пещеры, причем дом или склон хорошо подсвечен солнцем под углом. В этом случае полезный сигнал может не превысить порог и сигнал тревоги не сформируется. Другим недостатком известного способа является сложность, а в некоторых случаях невозможность идентификации положения сигнала, обнаруженного оптического средства на наблюдаемой местности. Этот факт связан с низким отношением сигнал/шум в видеосигнале фона, так как сигнал фона подавляется специальными мерами: уменьшением ширины принимаемого спектра естественного фонового излучения за счет выделения только отраженного лазерного излучения, уменьшением времени экспозиции для естественного фонового излучения с целью повышения эффективности временной селекции принимаемого импульсного лазерного сигнала.However, this method is ineffective in detecting signals of optical means against a complex underlying surface, for example, when the reflected signal is observed against a dark window or cave, and the house or slope is well illuminated by the sun at an angle. In this case, the useful signal may not exceed the threshold and an alarm will not be generated. Another disadvantage of this method is the complexity, and in some cases the inability to identify the position of the signal detected by the optical means in the observed area. This fact is associated with a low signal-to-noise ratio in the background video signal, since the background signal is suppressed by special measures: reducing the width of the received spectrum of natural background radiation by extracting only reflected laser radiation, reducing the exposure time for natural background radiation in order to increase the efficiency of temporary selection of the received pulsed laser signal.
Известно также устройство для обнаружения оптоэлектронных объектов, описанное в патенте РФ №2129287, выбранное в качестве прототипа. Устройство содержит частотно-импульсный лазер, электронно-оптический преобразователь (ЭОП) с объективом, фотоприемник, снабженный объективом, вход которого связан с выходом ЭОП, видеоконтрольное устройство, вход которого соединен с выходом фотоприемника, блок обработки видеосигналов, первый вход которого также соединен с выходом фотоприемника, синхронизатор, первый вход которого соединен с выходом фотоприемника, а второй выход - с вторым входом блока обработки видеосигналов, первый и второй импульсные источники высокого напряжения, входы которых соединены с первым выходом синхронизатора, а выход первого импульсного источника соединен с третьим входом ЭОП, блок затворных импульсов, первый вход которого соединен с выходом второго импульсного источника, второй вход - с третьим выходом синхронизатора, а выход - с вторым входом ЭОП, пульт управления, выход которого соединен с вторым входом синхронизатора, делитель кадровой частоты, вход которого соединен с четвертым выходом синхронизатора, а первый выход - с третьим выходом блока обработки видеосигнала, модулятор, первый вход которого соединен с вторым выходом делителя кадровой частоты, второй вход - с пятым выходом синхронизатора, а выход - с входом частотно-импульсного лазера, блок автоматической регулировки усиления, вход которого соединен с выходом фотоприемника, а первый, второй и третий выходы - соответственно с входом объектива, четвертым входом ЭОП и входом объектива фотоприемника.Also known is a device for detecting optoelectronic objects described in RF patent No. 2129287, selected as a prototype. The device comprises a frequency-pulsed laser, an electron-optical converter (EOC) with a lens, a photodetector equipped with a lens, the input of which is connected to the output of the image intensifier, a video monitoring device, the input of which is connected to the output of the photodetector, a video signal processing unit, the first input of which is also connected to the output photodetector, synchronizer, the first input of which is connected to the output of the photodetector, and the second output - with the second input of the video processing unit, the first and second high-voltage pulse sources, input whose odes are connected to the first output of the synchronizer, and the output of the first pulse source is connected to the third input of the image intensifier, a gate pulse block, the first input of which is connected to the output of the second pulse source, the second input to the third output of the synchronizer, and the output to the second input of the image intensifier, remote control, the output of which is connected to the second input of the synchronizer, a frame divider, the input of which is connected to the fourth output of the synchronizer, and the first output - with the third output of the video signal processing unit, modulator, the first One of which is connected to the second output of the frame rate divider, the second input to the fifth output of the synchronizer, and the output to the input of a pulse-frequency laser, an automatic gain control unit whose input is connected to the output of the photodetector, and the first, second, and third outputs, respectively, with the input of the lens, the fourth input of the image intensifier tube and the input of the photodetector lens.
Одним из недостатков известного устройства является низкая эффективность автоматического обнаружения оптических средств, расположенных в темных помещениях или нишах на фоне светлой подстилающей поверхности или стены здания, например чердачное окно, в котором находится оптоэлектронный прибор, причем стена здания по фронту освещена солнцем. Другим недостатком является зашумленное изображение подстилающей поверхности в широком диапазоне рабочих освещенностей, что связано с узким спектральным диапазоном принимаемых сигналов естественной фоновой освещенности, причем сигнал принимается во временном интервале, пренебрежимо малом в сравнении с длительностью кадра (величина уменьшения сигнала естественной освещенности в сравнении с обычной телевизионной системой равна n=Тk/τстр, где Тk=2·10 -2 секунды - длительность кадра, τстр=10-7÷10-6 - длительность строба - время, в течение которого открыт электронно-оптический преобразователь, порядок n=40000 раз). Последнее приводит к значительным трудностям или невозможности для оператора определить местоположение обнаруженного оптического средства на местности.One of the disadvantages of the known device is the low efficiency of the automatic detection of optical means located in dark rooms or niches against a light underlying surface or wall of a building, for example, an attic window in which an optoelectronic device is located, and the wall of the building is illuminated by the sun at the front. Another disadvantage is a noisy image of the underlying surface in a wide range of working illumination, which is associated with a narrow spectral range of received signals of natural background illumination, and the signal is received in a time interval that is negligible compared to the frame duration (the amount of decrease in the signal of natural illumination compared to conventional television system is equal to n = T k / τstr where T k = 2 × 10 -2 seconds - a frame duration, τ p = 10 -6 10 -7 ÷ - strobe duration - the time during a torogo open optoelectronic converter, the order of n = 40,000 times). The latter leads to significant difficulties or inability for the operator to determine the location of the detected optical means on the ground.
Технической задачей изобретения является создание способа обнаружения оптических и оптоэлектронных средств наблюдения и устройства для его осуществления, обеспечивающих более высокую эффективность обнаружения оптических средств наблюдения на подстилающей поверхности, более высокую точность «привязки» обнаруженных средств на местности относительно конкретных предметов, например конкретный оконный проем в здании. Заявляемые способ и устройство объединены единым изобретательским замыслом, позволяющим реализовать поставленную техническую задачу.An object of the invention is to provide a method for detecting optical and optoelectronic surveillance tools and a device for its implementation, providing higher detection efficiency of optical surveillance tools on the underlying surface, higher accuracy of "linking" the detected tools on the ground relative to specific objects, for example, a specific window opening in a building . The inventive method and device are combined by a single inventive concept, allowing to realize the technical task.
Поставленная задача решается тем, что в способе обнаружения оптических и оптоэлектронных средств наблюдения, основанном на зондировании контролируемого объема пространства сканируемым импульсным лазерным излучением с частотой повторения лазерного излучения в диапазоне частот от fk до fc, где fc - частота строк используемого телевизионного метода преобразования сигналов, fk - частота кадров используемого телевизионного метода преобразования сигналов, приеме импульсных лазерных сигналов изображения в спектральном диапазоне отраженного лазерного излучения с заданной дальности и прилегающего к ней участка пространства, определяемого глубиной наблюдения, преобразовании принятых сигналов в видеосигнал, пороговой селекции видеосигналов и формировании сигнала тревоги, в котором согласно изобретению излучаемую последовательность лазерных импульсов модулируют с частотой не выше fk/2 и дополнительно производят кодоимпульсную модуляцию лазерного излучения с частотой не выше fk/4, одновременно производят прием оптических сигналов естественного фонового излучения в спектральном диапазоне отраженного лазерного излучения и производят прием непрерывных оптических сигналов в спектральном диапазоне естественного фонового излучения из наблюдаемого объема пространства, после преобразования принятых оптических сигналов в видеосигнал из первого видеосигнала, соответствующего отраженному лазерному излучению, поэлементно вычитают видеосигнал, соответствующий оптическому сигналу естественного фонового излучения в спектральном диапазоне отраженного лазерного излучения, производят пороговую селекцию разностного видеосигнала и из числа видеосигналов, превышающих порог, выделяют видеосигналы, соответствующие кодоимпульсной модуляции лазерного излучения и при их наличии формируют сигнал тревоги, одновременно из разностного видеосигнала, превысившего порог, и видеосигнала, соответствующего непрерывному оптическому сигналу в спектральном диапазоне естественного фонового излучения с учетом параллакса, соответствующего заданной дальности, формируют композитный видеосигнал, а после преобразования композитного видеосигнала в оптическое изображение с помощью оператора фиксируют положение обнаруженных оптических средств относительно характерных объектов на местности.The problem is solved in that in a method for detecting optical and optoelectronic surveillance tools based on sensing a controlled volume of space with scanned pulsed laser radiation with a laser repetition frequency in the frequency range from f k to f c , where f c is the line frequency of the used television conversion method signals, f k - the frame rate of the used television method of signal conversion, the reception of pulsed laser image signals in the spectral range reflected laser radiation from a given range and the adjacent portion of the space determined by the depth of observation, converting the received signals into a video signal, threshold selection of video signals and generating an alarm signal, in which according to the invention the emitted sequence of laser pulses is modulated with a frequency of not higher than f k / 2 and additionally kodoimpulsnuyu produce modulation of the laser radiation with a frequency not higher than f k / 4, at the same time produce optical signals reception natural background radiation in spe in the spectral range of natural background radiation from the observed volume of space, after converting the received optical signals into a video signal from the first video signal corresponding to the reflected laser radiation, the video signal corresponding to the optical signal of natural background radiation in the spectral is subtracted the range of reflected laser radiation, produce threshold selection p video signal and from the number of video signals exceeding the threshold, video signals corresponding to code pulse modulation of laser radiation are isolated and, if present, they generate an alarm signal from the difference video signal exceeding the threshold and the video signal corresponding to a continuous optical signal in the spectral range of natural background radiation with regard to parallax corresponding to a given range, form a composite video signal, and after converting the composite video signal into optical With the help of an operator, a certain image fixes the position of the detected optical means relative to typical objects on the ground.
Поставленная задача решается также тем, что в устройство обнаружения оптических и оптоэлектронных средств наблюдения, содержащее последовательно размещенные входной объектив, интерференционный фильтр, электронно-оптический преобразователь (ЭОП) и видеокамеру с объективом, блок затворных импульсов, выход которого подключен к управляющему входу электронно-оптического преобразователя, частотно-импульсный лазер, вход которого соединен с модулятором лазера, блок обработки видеосигнала (БОВ), монитор, пульт управления и синхронизатор, первый и второй выходы которого соединены соответственно с входами блока обработки видеосигнала и видеокамеры с объективом, а третий выход через делитель кадровой частоты подсоединен к входу модулятора лазера, выходы пульта управления подключены соответственно к входу синхронизатора и второму входу блока обработки видеосигнала, третий вход которого соединен с входом монитора, согласно изобретению введены блок задержки по дальности и последовательно соединенные вторая видеокамера с объективом, перед которой размещен оптический отрезающий фильтр, и формирователь композитного сигнала, выход которого подключен к входу монитора, выход первой видеокамеры с объективом соединен с вторым входом формирователя композитного видеосигнала через последовательно соединенные коммутатор видеосигнала, блок кадровой памяти, формирователь разностного видеосигнала, пороговый блок и блок коррекции параллакса, выход делителя кадровой частоты подключен к управляющему входу коммутатора видеосигнала, четвертый выход синхронизатора и первый выход БОВ соединены соответственно с первым и вторым входами блока задержки по дальности, выход которого подключен к входу блока затворных импульсов, вторые выходы формирователя разностного видеосигнала и порогового блока соединены соответственно с четвертым и пятым входами БОВ, второй и третий выходы которого подсоединены соответственно к второму входу блока коррекции параллакса и опорному входу порогового блока, а пятый и шестой выходы синхронизатора подключены соответственно к второму входу блока кадровой памяти и управляющему входу формирователя разностного видеосигнала, второй вход которого соединен с вторым выходом коммутатора видеосигнала, причем делитель кадровой частоты выполнен с коэффициентом деления, равным двум.The problem is also solved by the fact that in the device for detecting optical and optoelectronic surveillance means containing a sequentially placed input lens, an interference filter, an electron-optical converter (EOC) and a video camera with a lens, a shutter pulse unit, the output of which is connected to the control input of the electron-optical a converter, a pulse-frequency laser, the input of which is connected to a laser modulator, a video signal processing unit (BOW), a monitor, a control panel, and a synchronizer, the second and second outputs of which are connected respectively to the inputs of the video signal processing unit and the video camera with the lens, and the third output is connected through the frame divider to the input of the laser modulator, the control panel outputs are connected respectively to the synchronizer input and the second input of the video processing unit, the third input of which is connected to the input of the monitor, according to the invention, a range delay unit and a second video camera connected in series with a lens in front of which an optical cut the filter, and the composite signal shaper, the output of which is connected to the monitor input, the output of the first video camera with a lens is connected to the second input of the composite video shaper through the video switch, frame memory, differential video shaper, threshold block and parallax correction block, divider output frame frequency is connected to the control input of the video switch, the fourth synchronizer output and the first BOV output are connected respectively to the first the second inputs of the range delay unit, the output of which is connected to the input of the gate pulse block, the second outputs of the differential video signal conditioner and the threshold block are connected respectively to the fourth and fifth inputs of the BOW, the second and third outputs of which are connected respectively to the second input of the parallax correction block and the reference input of the threshold unit, and the fifth and sixth outputs of the synchronizer are connected respectively to the second input of the frame memory unit and the control input of the differential video signal driver, the second input of which is connected to the second output of the video signal switch, and the frame frequency divider is made with a division ratio equal to two.
Устройство дополнительно может содержать формирователь кода, включенный между вторым выходом БОВ и управляющим входом модулятора лазера.The device may further comprise a code generator included between the second output of the BOW and the control input of the laser modulator.
Кроме того, на выходе частотно-импульсного лазера может быть установлен дополнительный интерференционный фильтр.In addition, an additional interference filter can be installed at the output of the pulse-frequency laser.
Видеосигнал от подстилающей поверхности формируется в оптимальных условиях - широкий спектр, стандартная экспозиция и имеет высокое отношение сигнал/шум и, следовательно, изображение местности хорошо опознается оператором. Сигналы от оптических объектов и от подстилающей поверхности дополнительно принимаются в одном угле, спектре и при одинаковой экспозиции, например через кадр (попеременно) в отсутствии и наличии подсвечивающего лазерного излучения, и видеосигналы, соответствующие им, вычитаются один из другого. В этом случае изменениями в наблюдаемом объеме пространства можно пренебречь. Таким образом, устраняется мешающее влияние сигналов от подстилающей поверхности при пороговом обнаружении, например, по критерию Неймана-Пирсона. Выделенные видеосигналы оптических средств и видеосигналы подстилающей поверхности с хорошим отношением сигнал/шум с учетом установленной дальности и базы приема сигналов преобразуются в композитный сигнал, что обеспечивает комфортное наблюдение изображения оператором.The video signal from the underlying surface is formed under optimal conditions - a wide range, standard exposure and has a high signal to noise ratio and, therefore, the image of the area is well recognized by the operator. The signals from optical objects and from the underlying surface are additionally received in the same angle, spectrum and at the same exposure, for example, through a frame (alternately) in the absence and presence of illuminated laser radiation, and the video signals corresponding to them are subtracted from one another. In this case, changes in the observed volume of space can be neglected. Thus, the interfering influence of signals from the underlying surface is eliminated at threshold detection, for example, according to the Neumann-Pearson criterion. Dedicated video signals of optical means and video signals of the underlying surface with a good signal-to-noise ratio, taking into account the established range and the base of signal reception, are converted into a composite signal, which ensures comfortable observation of the image by the operator.
В устройстве это достигается использованием двух каналов приема. В первом канале формируется видеосигнал от подстилающей поверхности - отрезающий фильтр не пропускает спектр излучения лазера. Во втором канале через кадр в одних и тех же условиях принимаются попеременно смесь фонового излучения и сигналов от оптических объектов и только сигналы фонового излучения. Разность этих видеосигналов поступает на пороговое устройство (обнаружитель), порог которого рассчитывается по среднеквадратическому значению шума. Из выделенных видеосигналов и видеосигнала от подстилающей поверхности с учетом установленной дальности и базы (расстояния между оптическими осями приемных каналов) формируется видеосигнал, который и представляется оператору. Кодирование лазерного излучения дополнительно повышает эффективность обнаружения сигналов от оптических объектов.In the device, this is achieved using two reception channels. In the first channel, a video signal is generated from the underlying surface - the cut-off filter does not pass the laser radiation spectrum. In the second channel, through the frame under the same conditions, a mixture of background radiation and signals from optical objects and only background radiation signals are alternately received. The difference of these video signals is fed to a threshold device (detector), the threshold of which is calculated by the rms noise value. From the selected video signals and the video signal from the underlying surface, taking into account the established range and base (the distance between the optical axes of the receiving channels), a video signal is generated, which is presented to the operator. Laser coding further enhances the detection efficiency of signals from optical objects.
Способ обнаружения оптических и оптоэлектронных средств наблюдения основан на зондировании контролируемого объема пространства сканируемым импульсным лазерным излучением с частотой повторения лазерного излучения в диапазоне частот от fk до fc, где fk и fc - частоты кадров и строк используемого телевизионного метода преобразования сигналов, приеме импульсных лазерных сигналов изображения в спектральном диапазоне отраженного лазерного излучения с заданной дальности и прилегающего к ней участка пространства, определяемого глубиной наблюдения, преобразовании принятых сигналов в видеосигнал, пороговой селекции видеосигналов и формировании сигнала тревоги, при этом излучаемую последовательность лазерных импульсов модулируют с частотой не выше от fk/2 и производят ее кодоимпульсную с частотой не выше fk/4.The method for detecting optical and optoelectronic observation means is based on sensing the controlled volume of space with scanned pulsed laser radiation with a laser repetition frequency in the frequency range from f k to f c , where f k and f c are the frame and line frequencies of the television signal conversion method used, reception pulsed laser image signals in the spectral range of reflected laser radiation from a given range and adjacent portion of space, determined by the depth of observation, conversion of the received signals into a video signal, threshold selection of video signals and the formation of an alarm, while the emitted sequence of laser pulses is modulated with a frequency not higher than f k / 2 and produce its code-pulse with a frequency not higher than f k / 4.
Одновременно с приемом импульсных лазерных сигналов изображения в спектральном диапазоне импульсного лазерного излучения производят прием оптических сигналов естественного фонового излучения в спектральном диапазоне лазерного излучения и производят прием непрерывных оптических сигналов в спектральном диапазоне естественного фонового излучения из наблюдаемого объема пространства, после преобразования принятых оптических сигналов в видеосигнал из первого видеосигнала, соответствующего отраженному лазерному излучению, поэлементно вычитают видеосигнал, соответствующий оптическому сигналу естественного фонового излучения в спектральном диапазоне отраженного лазерного излучения, производят пороговую селекцию разностного видеосигнала и из числа видеосигналов, превышающих порог, выделяют видеосигналы, соответствующие кодоимпульсной модуляции лазерного излучения, и при их наличии формируют сигнал тревоги, одновременно из разностного видеосигнала, превысившего порог, и видеосигнала, соответствующего непрерывному оптическому сигналу в спектральном диапазоне естественного фонового излучения с учетом параллакса, соответствующего заданной дальности, формируют композитный видеосигнал, а после преобразования композитного видеосигнала в оптическое изображение с помощью оператора фиксируют положение обнаруженных оптических средств относительно характерных объектов на местности.Simultaneously with the reception of pulsed laser image signals in the spectral range of pulsed laser radiation, optical signals of natural background radiation are received in the spectral range of laser radiation and continuous optical signals are received in the spectral range of natural background radiation from the observed volume of space, after converting the received optical signals into a video signal from the first video signal corresponding to the reflected laser radiation the video signal corresponding to the optical signal of natural background radiation in the spectral range of the reflected laser radiation is subtracted accurately, a threshold selection of the difference video signal is made, and video signals corresponding to the pulse-modulated laser radiation are selected from the number of video signals exceeding the threshold, and if present, an alarm signal is generated simultaneously from the differential signal a video signal that has exceeded a threshold and a video signal corresponding to a continuous optical signal in the spectral range e of the natural background radiation, taking into account the parallax corresponding to a given range, a composite video signal is formed, and after converting the composite video signal into an optical image, the position of the detected optical means relative to typical objects on the ground is fixed with the help of the operator.
На чертеже приведена структурная электрическая схема устройства обнаружения оптических и оптоэлектронных средств наблюдения.The drawing shows a structural electrical diagram of a device for detecting optical and optoelectronic surveillance devices.
На чертеже обозначено: обнаруживаемый объект 0, оптический отрезающий фильтр 1, видеокамера 2 с объективом, формирователь 3 композитного видеосигнала, входной объектив 4, интерференционный фильтр 5, электронно-оптический преобразователь 6, видеокамера 7 с объективом, коммутатор видеосигналов 8, блок кадровой памяти 9, формирователь разностного видеосигнала 10, блок коррекции 11 параллакса, пороговый блок 12, блок затворных импульсов 13, блок задержки по дальности 14, делитель кадровой частоты на два 15, синхронизатор 16, формирователь кода 17, блок обработки видеосигнала 18, интерференционный фильтр 19, частотно-импульсный лазер 20, модулятор 21 лазера, монитор 22, пульт управления 23.The drawing indicates: a detectable object 0, an optical cut-off filter 1, a video camera 2 with a lens, a composite video signal shaper 3, an input lens 4, an interference filter 5, an electron-optical converter 6, a video camera 7 with a lens, a video signal switch 8, a frame memory unit 9 , differential video shaper 10, parallax correction block 11, threshold block 12, gate pulse block 13, range delay block 14, frame rate divider by two 15, synchronizer 16, code shaper 17, sampler Video signal processing 18, interference filter 19, pulse-frequency laser 20, laser modulator 21, monitor 22, control panel 23.
Устройство обнаружения оптических и оптоэлектронных средств наблюдения содержит последовательно размещенные входной объектив 4, интерференционный фильтр 5, электронно-оптический преобразователь (ЭОП) 6 и видеокамеру 7 с объективом, блок затворных импульсов 13, выход которого подключен к управляющему входу ЭОП 6, частотно-импульсный лазер 20, вход которого соединен с модулятором лазера 21, блок обработки видеосигнала (БОВ) 18, монитор 22, пульт управления 23 и синхронизатор 16, первый и второй выходы которого соединены соответственно с входами БОВ 18 и видеокамеры 7 с объективом, а третий выход - через делитель кадровой частоты 15 с коэффициентом деления, равным двум, подсоединен к входу модулятора лазера 21, выходы пульта управления 23 подключены соответственно к входу синхронизатора 16 и второму входу БОВ 18, третий вход которого соединен со входом монитора 22, формирователь кода 17, включенный между выходом БОВ 15 и управляющим входом модулятора лазера 21, блок задержки по дальности 14 и последовательно соединенные вторую видеокамеру 2 с объективом, перед которой размещен оптический отрезающий фильтр 1, и формирователь композитного сигнала 3, выход которого подключен к входу монитора 22, выход первой видеокамеры 7 с объективом соединен с вторым входом формирователя композитного видеосигнала 3 через последовательно соединенные коммутатор видеосигнала 8, блок кадровой памяти 9, формирователь разностного видеосигнала 10, пороговый блок 12 и блок коррекции параллакса 11, выход делителя кадровой частоты 15 подключен к управляющему входу коммутатора видеосигнала 8, четвертый выход синхронизатора 16 и другой выход БОВ 18 соединены соответственно с первым и вторым входами блока задержки по дальности 14, выход которого подключен к входу блока затворных импульсов 13, вторые выходы формирователя разностного видеосигнала 10 и порогового блока 12 соединены соответственно с четвертым и пятым входами БОВ 18, второй и третий выходы которого подсоединены соответственно к второму входу блока коррекции параллакса 11 и опорному входу порогового блока 12, а пятый и шестой выходы синхронизатора 18 подключены соответственно к второму входу блока кадровой памяти 9 и управляющему входу формирователя разностного видеосигнала 0, второй вход которого соединен с вторым выходом коммутатора видеосигнала 8.The device for detecting optical and optoelectronic surveillance means comprises an input lens 4, an interference filter 5, an electron-optical converter (EOC) 6 and a video camera 7 with a lens, a shutter pulse unit 13, the output of which is connected to the control input of the image intensifier 6, and a pulse-frequency laser 20, the input of which is connected to the laser modulator 21, a video signal processing unit (BOW) 18, a monitor 22, a control panel 23 and a synchronizer 16, the first and second outputs of which are connected respectively to the inputs of the BOW 18 and video cameras 7 with a lens, and the third output is connected to the input of the laser modulator 21 through a frame frequency divider 15 with a division ratio equal to two, the outputs of the control panel 23 are connected respectively to the input of the synchronizer 16 and the second input of the BOW 18, the third input of which is connected with the input of the monitor 22, a code shaper 17 connected between the output of the BOW 15 and the control input of the laser modulator 21, a range delay unit 14, and the second video camera 2 connected in series with the lens in front of which the optical cut filter 1, and a composite signal shaper 3, the output of which is connected to the input of the monitor 22, the output of the first video camera 7 with a lens is connected to the second input of the composite video shaper 3 through a series-connected video switch 8, a frame memory 9, a differential video shaper 10, a threshold unit 12 and parallax correction unit 11, the output of the frame rate divider 15 is connected to the control input of the video switch 8, the fourth output of the synchronizer 16 and the other output of the BOW 18 are connected respectively Actually with the first and second inputs of the range delay unit 14, the output of which is connected to the input of the gate pulse block 13, the second outputs of the differential video signal former 10 and the threshold block 12 are connected respectively to the fourth and fifth inputs of the BOW 18, the second and third outputs of which are connected respectively to the second input of the parallax correction block 11 and the reference input of the threshold block 12, and the fifth and sixth outputs of the synchronizer 18 are connected respectively to the second input of the frame memory block 9 and the control input of the differential video 0, the second input of which is connected to the second output of the video switch 8.
На выходе частотно-импульсного лазера 20 установлен дополнительный интерференционный фильтр 19.At the output of the pulse-frequency laser 20, an additional interference filter 19 is installed.
Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.
Лоцируемый объем пространства, где находится обнаруживаемый объект 0, подсвечивается естественным фоном и импульсным излучением лазера 20 с частотой fс÷fk, где fc и fk - частоты строк и кадров телевизионного способа преобразования оптического сигнала.The localized amount of space where the detected object 0 is located is highlighted by the natural background and pulsed radiation of the laser 20 with a frequency f s ÷ f k , where f c and f k are the line and frame frequencies of the television method for converting the optical signal.
Импульсное лазерное излучение в данном конкретном случае модулируется с частотой fк/2 с помощью делителя 16 кадровой частоты на два и модулятора 21 лазера. Дополнительно производится кодирование уже модулированного лазерного излучения с помощью формирователя кода 17 и модулятора 21 лазера. Интерференционный фильтр 19 затрудняет обнаружение объектива лазера сторонними средствами обнаружения.In this particular case, pulsed laser radiation is modulated with a frequency f k / 2 using a frame-rate divider 16 into two and a laser modulator 21. Additionally, coding of already modulated laser radiation is performed using a code generator 17 and a laser modulator 21. The interference filter 19 makes it difficult to detect the laser lens with third-party detection means.
Отраженное от объекта 0 и подстилающей поверхности лазерное излучение и естественное фоновое излучение, пройдя через входной объектив 4 и интерференционный фильтр 5, формирует на входном фотокатоде ЭОП 6 изображения объекта и лоцируемого объема пространства. Форма лоцируемого объема пространства определяется угловым полем зрения входного объектива 4, а глубина лоцируемого объема пространства определяется длительностью импульса, стробирующего ЭОП 6. Импульс стробирования поступает с блока затворных импульсов 13. Задержка фронта импульса стробирования относительно зондирующего импульса лазера определяет дальность до лоцируемого объема пространства. Время задержки импульса стробирования задается с пульта управления 23 через блок обработки видеосигнала 18 и блок задержки по дальности 14. Коррекция параллакса в зависимости от дальности и величины расстояния между оптическими осями (базы) L между входным объективом 4 и второй видеокамерой с объективом 2 производится в блоке обработки видеосигнала 18, а соответствующий временной сдвиг разностного видеосигнала относительно видеосигнала видеокамеры с объективом 2 устанавливается блоком коррекции параллакса 11.The laser radiation and the natural background radiation reflected from the object 0 and the underlying surface, passing through the input lens 4 and the interference filter 5, forms images of the object and the space to be located on the input photocathode of the image intensifier tube 6. The shape of the space volume to be detected is determined by the angular field of view of the input lens 4, and the depth of the space volume to be detected is determined by the duration of the pulse gating the image intensifier 6. The gating pulse comes from the gate pulse block 13. The delay of the front of the gating pulse relative to the probe laser pulse determines the distance to the space being pulled. The gating pulse delay time is set from the control panel 23 through the video signal processing unit 18 and the range delay unit 14. Parallax correction depending on the distance and the distance between the optical axes (base) L between the input lens 4 and the second video camera with lens 2 is performed in the block processing of the video signal 18, and the corresponding time shift of the differential video signal relative to the video signal of the camera with the lens 2 is set by the parallax correction unit 11.
Оптическое изображение усиливается ЭОП 6 и преобразуется в видеосигнал видеокамерой 7 с объективом. Коммутатор видеосигналов 8 разделяет кадры. Видеосигнал, содержащий сигналы отраженного лазерного излучения, поступает в формирователь разностного видеосигнала 10 через блок кадровой памяти 9, а видеосигнал, соответствующий изображению, полученному в спектре естественного фона с коммутатора видеосигналов 8, поступает на второй вход формирователя разностного видеосигнала 10, на выходе которого формируется разностный видеосигнал, содержащий в структуре видеосигнала лазерные сигналы, отраженные от оптических средств на фоне «практически» белого шума, сигналы от подстилающей поверхности практически полностью подавляются.The optical image is amplified by an image intensifier tube 6 and is converted into a video signal by a video camera 7 with a lens. The video switch 8 splits frames. The video signal containing the reflected laser radiation signals is supplied to the differential video signal former 10 through the frame memory unit 9, and the video signal corresponding to the image obtained in the natural spectrum from the video signal switch 8 is fed to the second input of the differential video signal former 10, the output of which is the difference a video signal containing laser signals in the structure of the video signal reflected from optical means against a background of “practically” white noise, signals from the underlying surface The features are almost completely suppressed.
Такой результат достигается за счет синфазности и равенства усилений в каналах 7-8-9-10 и 7-8-10. Пороговый блок 12 по превышению порога выделяет сигналы в основном обнаруженных оптических объектов.This result is achieved due to the in-phase and equal amplification in the channels 7-8-9-10 and 7-8-10. The threshold block 12, when the threshold is exceeded, emits signals from mainly detected optical objects.
Порог в пороговом блоке 12 устанавливается после обработки разностного сигнала в блоке обработки видеосигнала 18. По соответствию кода, которым модулировано зондирующее лазерное излучение, коду, полученному в структуре разностного видеосигнала в блоке обработки видеосигнала 18, принимается решение об обнаружении сигнала оптических средств.The threshold in the threshold block 12 is set after processing the differential signal in the video signal processing unit 18. According to the code that modulated the probing laser radiation, the code received in the structure of the differential video signal in the video signal processing unit 18 decides to detect the optical signal.
Данная обработка практически исключает влияние на уровень порога видеосигналов подстилающей поверхности и позволяет установить минимальный порог и обнаружить сигналы оптических средств с минимальными уровнями, т.е. реализовать максимальную чувствительность системы к сигналам обнаруживаемых объектов.This processing practically eliminates the influence of the underlying surface on the threshold level of the video signals and allows you to set the minimum threshold and detect optical signals with minimum levels, i.e. realize the maximum sensitivity of the system to the signals of detected objects.
Видеосигналы оптических объектов, превысившие порог, через блок коррекции параллакса 11 поступают на формирователь композитного сигнала 3 и далее на монитор 22 и блок обработки 18 видеосигнала.The video signals of optical objects that exceeded the threshold, through the parallax correction unit 11, are supplied to the composite signal shaper 3 and then to the monitor 22 and the video signal processing unit 18.
Таким образом, оператору представляется высококачественное изображение подстилающей поверхности с яркими сигналами обнаруженных оптических и оптоэлектронных объектов, имеющих точную «привязку» к характерным объектам на местности.Thus, the operator is presented with a high-quality image of the underlying surface with bright signals of detected optical and optoelectronic objects that have an exact “reference” to characteristic objects on the ground.
Интерференционный фильтр 19 на выходе лазера 20 затрудняет обнаружение данного устройства другими средствами обнаружения аналогичного типа.The interference filter 19 at the output of the laser 20 makes it difficult to detect this device with other means of detection of a similar type.
Claims (4)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2004118096/09A RU2278399C2 (en) | 2004-06-16 | 2004-06-16 | Method for detecting optical and optical-electronic surveillance means and device for realization of said method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2004118096/09A RU2278399C2 (en) | 2004-06-16 | 2004-06-16 | Method for detecting optical and optical-electronic surveillance means and device for realization of said method |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2004118096A RU2004118096A (en) | 2005-12-10 |
| RU2278399C2 true RU2278399C2 (en) | 2006-06-20 |
Family
ID=35868418
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2004118096/09A RU2278399C2 (en) | 2004-06-16 | 2004-06-16 | Method for detecting optical and optical-electronic surveillance means and device for realization of said method |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2278399C2 (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2458361C1 (en) * | 2011-03-29 | 2012-08-10 | Закрытое акционерное общество "ПОСТ" | Method of detecting diffusively reflected or diffusively scattered laser radiation |
| RU2524450C1 (en) * | 2013-02-05 | 2014-07-27 | Открытое акционерное общество "Национальный центр лазерных систем и комплексов "Астрофизика" | Method of detecting optical and optoelectronic surveillance equipment and apparatus for realising said method |
| RU2540451C1 (en) * | 2013-09-25 | 2015-02-10 | ОАО "Национальный центр лазерных систем и комплексов "Астрофизика" | Laser location system |
| RU2544305C1 (en) * | 2013-10-31 | 2015-03-20 | ОАО "Национальный центр лазерных систем и комплексов "Астрофизика" | Laser location system |
-
2004
- 2004-06-16 RU RU2004118096/09A patent/RU2278399C2/en not_active IP Right Cessation
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2458361C1 (en) * | 2011-03-29 | 2012-08-10 | Закрытое акционерное общество "ПОСТ" | Method of detecting diffusively reflected or diffusively scattered laser radiation |
| RU2524450C1 (en) * | 2013-02-05 | 2014-07-27 | Открытое акционерное общество "Национальный центр лазерных систем и комплексов "Астрофизика" | Method of detecting optical and optoelectronic surveillance equipment and apparatus for realising said method |
| RU2540451C1 (en) * | 2013-09-25 | 2015-02-10 | ОАО "Национальный центр лазерных систем и комплексов "Астрофизика" | Laser location system |
| RU2544305C1 (en) * | 2013-10-31 | 2015-03-20 | ОАО "Национальный центр лазерных систем и комплексов "Астрофизика" | Laser location system |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2004118096A (en) | 2005-12-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7834985B2 (en) | Surface profile measurement | |
| US7466359B2 (en) | Image-pickup apparatus and method having distance measuring function | |
| US7675610B2 (en) | Photon counting, chirped AM LADAR system and related methods | |
| JP2938912B2 (en) | Imaging Rider System | |
| CN109791195A (en) | The adaptive transmission power control reached for light | |
| RU2278399C2 (en) | Method for detecting optical and optical-electronic surveillance means and device for realization of said method | |
| RU2349929C2 (en) | Optical and optoelectronic device detector | |
| RU2304792C1 (en) | Optoelectronic location arrangement | |
| US20220053119A1 (en) | Image capture method adapted to sparkling light sources and image sensor | |
| US7411662B1 (en) | Systems and methods for performing active LADAR and passive high resolution imagery | |
| RU100635U1 (en) | DEVICE FOR DETECTION OF OPTICAL AND OPTICAL-ELECTRONIC OBJECTS | |
| EP2309725B1 (en) | Gating a sensor using a gating signal | |
| RU57472U1 (en) | ACTIVE PULSE TELEVISION DEVICE | |
| WO2020235458A1 (en) | Image-processing device, method, and electronic apparatus | |
| RU2133485C1 (en) | Process detecting means of optical and opticoelectronic type | |
| RU2533528C2 (en) | Object location or detection method | |
| US7502064B2 (en) | Using light pulses to implement auto-focus in a digital camera | |
| RU186487U1 (en) | Device for round-the-clock observation of the position of the radiation spot at a remote object | |
| RU2269804C1 (en) | Method for night and/or day observation of a remote object with synchronous phase manipulation by laser illumination pulses and device for realization of said method | |
| CN1705896A (en) | System of displaying sea-bed images | |
| RU2263931C1 (en) | Device for observing objects | |
| EP0777134A1 (en) | Device for observing objects | |
| RU2343503C2 (en) | Object visualisation method and device within operator-distant region | |
| RU2549210C2 (en) | Method of detecting object at short distances and device therefor | |
| WO2017082830A1 (en) | Acquisition of distance data with optical ranging systems |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20060617 |
|
| NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20071110 |
|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20100617 |