RU2575471C2 - Способ определения скорости движущихся объектов методом пассивной локации - Google Patents
Способ определения скорости движущихся объектов методом пассивной локации Download PDFInfo
- Publication number
- RU2575471C2 RU2575471C2 RU2014125295/28A RU2014125295A RU2575471C2 RU 2575471 C2 RU2575471 C2 RU 2575471C2 RU 2014125295/28 A RU2014125295/28 A RU 2014125295/28A RU 2014125295 A RU2014125295 A RU 2014125295A RU 2575471 C2 RU2575471 C2 RU 2575471C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- moving object
- image
- speed
- moving
- aircraft
- Prior art date
Links
- 230000003287 optical Effects 0.000 claims abstract description 12
- 230000005484 gravity Effects 0.000 claims abstract description 5
- 230000000875 corresponding Effects 0.000 claims description 5
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims description 5
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 2
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 claims description 2
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 abstract description 9
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 230000005693 optoelectronics Effects 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Abstract
Способ определения скорости движущихся объектов методом пассивной локации включает получение изображения самолета при помощи телевизионной системы с формированием видеокадров перемещения движущегося объекта в поле зрения оптической системы и их оцифровкой, определение величины перемещения изображения движущегося объекта на фотоприемной матрице по перемещению центра тяжести изображения. Также способ включает идентификацию типа движущегося объекта и по типу объекта определение его линейных размеров. Используя величину перемещения и соотношение линейных размеров движущегося объекта, вычисляют линейное перемещение движущегося объекта в поле зрения оптической системы L и определяют скорость движущего объекта. Технический результат - скрытное определение скорости самолета при помощи средств пассивной локации. 2 ил.
Description
Изобретение относится к способам определения скорости движущихся объектов методом пассивной оптической локации, а именно к способам определения скорости по изменению местоположения движущегося объекта.
Известен способ лазерной локации RU 2456637 C1, 20.07.2012. Технический результат достигается тем, что в способе лазерной локации, включающем сканирование пространства последовательностью лазерных сигналов, генерируемых лазерным локатором, регистрацию рассеянных и/или отраженных объектом лазерных сигналов, определение расстояния до объекта по времени задержки между излученными и принятыми сигналами, а углового положения объекта - по направлению соответствующего излученного сигнала, в качестве генерируемого лазерным локатором сигнала используют цуг по меньшей мере двух импульсов с изменяемыми промежутками времени между импульсами и/или соотношением амплитуд импульсов в каждом цуге. Скорость движущегося объекта определяется по измеренным значениям дальности и угловых координат.
Недостатком данного способа является то, что использование активных излучающих средств (лазера) демаскирует факт локации.
Известны устройство и способ (лазерный локатор) измерения скорости движения движущихся объектов на основе эффекта Доплера (Матвеев И.Н., Протопопов В.В. и др. Лазерная локация. М.: Машиностроение, 1984. - 272 с.) по доплеровскому сдвигу частоты.
Недостаток способа - при траекториях движения объекта, перпендикулярных радиальному направлению излучения локатора, скорость объекта невозможно измерить.
Известно осуществление локации с помощью мобильной оптико-электронной станции «Вереск», в которой с помощью двух телевизионных систем высокой четкости (одна - длиннофокусная, другая - с вариобъективом) производят автоматическое сопровождение, удерживая движущийся объект в центре поля зрения оптической системы, по видеокадрам его изображения определяют угловые координаты объекта, для измерения дальности и скорости движения объекта используется лазерный дальномер с максимальной дальностью действия лазерного канала около 20 км. (Альманах. Вооружение ПВО и РЭС России. М.: Издательство НО «Ассоциация «Лига содействия оборонным предприятиям», 2011).
Недостатки способа: использование лазерного дальномера в средствах измерения скорости демаскирует работу устройств локации; дальность измерения скорости движущегося объекта ограничена дальностью обнаружения его лазерным дальномером.
Наиболее близким по технической сущности является способ навигации движущихся объектов RU 2481557, 10.05.2013. Способ включает: получение оптического изображения движущегося объекта на местности; оцифровку полученного изображения; сравнивание текущего изображения с эталонным изображением местности с определением местоположения движущегося объекта в плановых координатах эталонной карты; получение через промежуток времени Δt второго изображения движущегося объекта на местности; оцифровку полученного изображения; сравнивание текущего изображения с эталонным изображением местности с определением второго местоположения движущегося объекта в плановых координатах эталонной карты; вычисление линейного перемещения по изменению местоположения; определение средней скорости движущегося объекта за промежуток времени Δt.
Недостатки способа: сложность получения пригодных для оцифровки изображений движущегося объекта на местности в различных временах суток и природных условиях; невозможность определения скорости объекта, движущегося в воздухе и по обширной водной глади.
Скорость полета самолета является характеристикой его исправного технического состояния. В ряде случаев использование активной локации - лазера для измерения скорости летящего самолета - не допустимо, таким образом, происходит расширение возможностей локации.
Задачи, на решение которых направлен заявленный способ: расширение возможностей навигации движущихся объектов, в частности измерение скорости полета самолета, невозможность обнаружения антилокационными средствами противника факта локации, независимость от природных условий.
Технический результат достигается за счет осуществления способа следующим образом: осуществляют пассивную локацию движущегося объекта при помощи телевизионной системы высокой четкости с формированием видеокадров перемещения движущегося объекта в поле зрения оптической системы и их оцифровкой; сравнением соотношений линейных параметров движущегося объекта и особенностей его конструкции с данными соответствующих идентификационных баз данных осуществляют идентификацию типа движущегося объекта и по типу движущегося объекта определяют его линейные размеры; формируют начало и конец перемещения центра тяжести изображения движущего объекта на фотоприемной матрице и определяют величину перемещения изображения движущегося объекта Lп за промежуток времени Δt от начального кадра N0 до Ni; определяют линейную длину перемещения движущегося объекта в поле зрения оптической системы L в метрах, используя соотношение линейных размеров движущегося объекта и его изображения на фотоприемной матрице; по измеренным значениям расстояния L и времени Δt определяют скорость движущего объекта V=L/Δt.
Осуществление способа в случае определения скорости полета самолета.
Сущность способа поясняется Фиг. 1 и 2.
Фиг. 1 - изображения самолета на фотоприемой матрице за время одного кадра, где
LФ - длина фюзеляжа;
Lп - расстояние, на которое переместился самолет за время одного кадра.
Фиг. 2 - изображения самолета на фотоприемой матрице за время двух кадров, где Lп - расстояние, на которое переместился самолет за время двух кадров.
Способ осуществляется следующим образом: на временном интервале измерения скорости полета самолета в следящей телевизионной системе высокой четкости отключают режим автоматического сопровождения самолета по центру его изображения и формируют видеокадры перемещения изображения самолета в поле зрения оптической системы и оцифровывают; осуществляют идентификацию типа самолета сравнением соотношений линейных параметров самолета и особенностей его конструкции с данными соответствующих идентификационных баз данных и по типу самолета определяют длину фюзеляжа самолета, формируют начало и конец перемещения центра тяжести изображения самолета на фотоприемной матрице от первого до N-го видеокадра и определяют величину перемещения изображения движущегося объекта Lп за промежуток времени Δt; по соотношению реальных линейных размеров и изображений на фотоприемной матрице вычисляют линейное перемещение самолета в поле зрения телевизионной системы за N кадров, по числу видеокадров наблюдения определяют время, по значению линейного перемещения L и времени наблюдения Δt определяют скорость полета самолета V=L/Δt.
Техническим результатом, обеспечиваемым приведенной совокупностью признаков, является измерение скорости полета самолета за счет использования видеокадров изображения самолета, полученных с помощью пассивной локации телевизионной системой высокой четкости. В заявляемом способе наилучшая точность измерения скорости достигается на линии наблюдения, перпендикулярной траектории полета самолета.
Пример осуществления способа для определения скорости полета самолета.
В оптико-электронном блоке формируется изображение самолета в виде последовательных видеокадров. С фотоприемной матрицы сформированные видеокадры считываются в запоминающее устройство и передаются далее в блок обработки изображения, в котором формируется изображение, содержащее первый и N-й видеокадр, определяются координаты центра двумерного изображения самолета и величина перемещения центра тяжести двумерного изображения самолета Lп за промежуток времени Δt от первого до N i-го видеокадра. Сравнением соотношений линейных параметров инвариантных к масштабу, например, по отношению ширины фюзеляжа к его длине и/или по отношению размаха крыла к длине фюзеляжа движущегося объекта, особенностей его конструкции, например, по числу двигателей, с данными соответствующих идентификационных баз данных осуществляют идентификацию типа самолета. Информация о типе самолета поступает в блок базы данных, из которого в вычислительный блок поступает значение длины фюзеляжа самолета в метрах. По количеству длин фюзеляжа Lф укладывающихся в Lп определяют расстояние, пролетаемое самолетом L в метрах. По числу видеокадров наблюдения определяют время Δt. Эти данные поступают в вычислительный блок для определения скорости полета самолета V=L/Δt.
Возможность осуществления заявляемого способа показывает следующий пример. Видеокадры высокой четкости изображения были получены с помощью фото- и видеотехники и длиннофокусного фотообъектива. На Фиг. 1 приведено фотографическое изображение самолета (Боинг 747) в полете на дальности 30 км. Время полета Δt=0,25 с. (1 видеокадр). Длина фюзеляжа самолета 70,5 м. Lп/Lф=0,85. Расчеты показали, что скорость полета самолета V=(70,5 х 0,85)/0,25 = 240 м/с = 864 км/ч, что для данной высоты полета является крейсерской (оптимальной). На Фиг. 2 приведены изображения самолета (Боинг 747). Время полета Δt 0,5 с (два кадра).
Заявленный способ позволяет работу оптико-электронных локационных средств делать скрытной, так как исключает использование активных излучающих средств локации.
Claims (1)
- Способ определения скорости движущихся объектов методом пассивной локации, заключающийся в том, что получают оптические изображения движущегося объекта, преобразуют полученные изображения в цифровые, по изменению местоположения вычисляют линейное перемещение движущегося объекта за фиксированный интервал времениt и определяют скорость перемещения движущегося объекта, отличающийся тем, что оптическое изображение движущегося объекта получают методом пассивной локации при помощи телевизионной системы высокой четкости с формированием видеокадров перемещения движущегося объекта в поле зрения оптической системы и их оцифровкой, при этом сравнением соотношений линейных параметров движущегося объекта и особенностей его конструкции с данными соответствующих идентификационных баз данных осуществляют идентификацию типа движущегося объекта и определяют его линейные размеры; величину перемещения изображения движущегося объекта Lп на фотоприемной матрице определяют по перемещению центра тяжести изображения движущегося объекта за промежуток времени
t от начального кадра N 0 до N i, при этом линейное перемещение движущегося объекта в поле зрения оптической системы L определяют, используя соотношение линейных размеров движущегося объекта и его изображения на фотоприемной матрице, определяют скорость движущего объекта V=L/
t.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2014125295/28A RU2575471C2 (ru) | 2014-06-23 | Способ определения скорости движущихся объектов методом пассивной локации |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2014125295/28A RU2575471C2 (ru) | 2014-06-23 | Способ определения скорости движущихся объектов методом пассивной локации |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2014125295A RU2014125295A (ru) | 2015-12-27 |
| RU2575471C2 true RU2575471C2 (ru) | 2016-02-20 |
Family
ID=
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2081435C1 (ru) * | 1984-04-02 | 1997-06-10 | Товарищество с ограниченной ответственностью "Астрам" | Способ селекции объекта на удаленном фоне |
| US6563101B1 (en) * | 2000-01-19 | 2003-05-13 | Barclay J. Tullis | Non-rectilinear sensor arrays for tracking an image |
| US7355627B2 (en) * | 2002-01-25 | 2008-04-08 | Japan Microsystems Co., Ltd. | Moving object monitoring surveillance apparatus for detecting, tracking and identifying a moving object by zooming in on a detected flesh color |
| RU2383901C2 (ru) * | 2008-05-26 | 2010-03-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "РОССИЙСКИЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ ЯДЕРНЫЙ ЦЕНТР-ВСЕРОССИЙСКИЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ ТЕХНИЧЕСКОЙ ФИЗИКИ ИМЕНИ АКАДЕМИКА Е.И. ЗАБАБАХИНА" (ФГУП "РФЯЦ-ВНИИТФ имени академика Е.И. Забабахина") | Устройство для обнаружения объектов в окружающем пространстве |
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2081435C1 (ru) * | 1984-04-02 | 1997-06-10 | Товарищество с ограниченной ответственностью "Астрам" | Способ селекции объекта на удаленном фоне |
| US6563101B1 (en) * | 2000-01-19 | 2003-05-13 | Barclay J. Tullis | Non-rectilinear sensor arrays for tracking an image |
| US7355627B2 (en) * | 2002-01-25 | 2008-04-08 | Japan Microsystems Co., Ltd. | Moving object monitoring surveillance apparatus for detecting, tracking and identifying a moving object by zooming in on a detected flesh color |
| RU2383901C2 (ru) * | 2008-05-26 | 2010-03-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "РОССИЙСКИЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ ЯДЕРНЫЙ ЦЕНТР-ВСЕРОССИЙСКИЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ ТЕХНИЧЕСКОЙ ФИЗИКИ ИМЕНИ АКАДЕМИКА Е.И. ЗАБАБАХИНА" (ФГУП "РФЯЦ-ВНИИТФ имени академика Е.И. Забабахина") | Устройство для обнаружения объектов в окружающем пространстве |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Liu et al. | TOF lidar development in autonomous vehicle | |
| Chudley et al. | High-accuracy UAV photogrammetry of ice sheet dynamics with no ground control | |
| US7944548B2 (en) | Increasing measurement rate in time of flight measurement apparatuses | |
| EP3264364B1 (en) | Method and apparatus for obtaining range image with uav, and uav | |
| EP1962107B1 (en) | High-speed laser ranging system including a fiber laser | |
| KR101996623B1 (ko) | Gps 궤적 품질 지표를 이용한 고정밀 지도 데이터 구축 방법 및 시스템 | |
| CN108594254A (zh) | 一种提高tof激光成像雷达测距精度的方法 | |
| JP2019053003A (ja) | データ処理装置、データ処理方法およびデータ処理用プログラム | |
| Amzajerdian et al. | Utilization of 3D imaging flash lidar technology for autonomous safe landing on planetary bodies | |
| US10109074B2 (en) | Method and system for inertial measurement having image processing unit for determining at least one parameter associated with at least one feature in consecutive images | |
| CN101271590A (zh) | 一种获取凸轮廓物体形状的方法 | |
| US20130093880A1 (en) | Height Measurement Apparatus And Method | |
| US9201146B2 (en) | Airborne doppler wind lidar post data processing software DAPS-LV | |
| CN104251994B (zh) | 长基线激光测距实现无控制点卫星精确定位系统及方法 | |
| US20150092179A1 (en) | Light ranging with moving sensor array | |
| Liu et al. | Simulation and design of circular scanning airborne geiger mode lidar for high-resolution topographic mapping | |
| RU2575471C2 (ru) | Способ определения скорости движущихся объектов методом пассивной локации | |
| KR101392222B1 (ko) | 표적 윤곽을 추출하는 레이저 레이더, 그것의 표적 윤곽 추출 방법 | |
| CN114019521A (zh) | 一种面阵激光雷达多模数据获取方法 | |
| Valerievich et al. | Experimental assessment of the distance measurement accuracy using the active-pulse television measuring system and a digital terrain model | |
| CN105785318A (zh) | 基于飞行时间分布式光脉冲探测的室内定位系统及方法 | |
| US20230184950A1 (en) | Non-Contiguous 3D LIDAR Imaging Of Targets With Complex Motion | |
| RU2558694C1 (ru) | Способ определения высоты летательного аппарата | |
| Charalambous et al. | Automated motion detection from space in sea surveilliance | |
| RU2680265C2 (ru) | Способ определения дальности до движущегося воздушного объекта методом пассивной локации |