RU2697939C1 - Method of target design automation at aiming at helicopter complex - Google Patents

Method of target design automation at aiming at helicopter complex Download PDF

Info

Publication number
RU2697939C1
RU2697939C1 RU2018130171A RU2018130171A RU2697939C1 RU 2697939 C1 RU2697939 C1 RU 2697939C1 RU 2018130171 A RU2018130171 A RU 2018130171A RU 2018130171 A RU2018130171 A RU 2018130171A RU 2697939 C1 RU2697939 C1 RU 2697939C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
image
target
operator
sight
camera
Prior art date
Application number
RU2018130171A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Юрий Арменович Каракозов
Терентий Валерьевич Селявский
Андрей Борисович Сухачев
Борис Львович Шапиро
Original Assignee
Закрытое акционерное общество "МНИТИ" (ЗАО "МНИТИ")
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Закрытое акционерное общество "МНИТИ" (ЗАО "МНИТИ") filed Critical Закрытое акционерное общество "МНИТИ" (ЗАО "МНИТИ")
Priority to RU2018130171A priority Critical patent/RU2697939C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2697939C1 publication Critical patent/RU2697939C1/en

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F41WEAPONS
    • F41GWEAPON SIGHTS; AIMING
    • F41G7/00Direction control systems for self-propelled missiles

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Aiming, Guidance, Guns With A Light Source, Armor, Camouflage, And Targets (AREA)

Abstract

FIELD: military equipment.
SUBSTANCE: method relates to military equipment, in part of onboard armament sighting systems of helicopters using different methods of aiming guided missile guidance systems. According to the method of aiming at the helicopter complex, when using the optical-electronic system of an OPS, the operator is able to observe the scene and to detect targets at long ranges and with better resolution, rather than if it would be monitored using an optoelectronic system mounted on the missile, having the worst angular resolution. Image with an OPS is recalculated taking into account the metric (image_1, further – standard) to the image taken from the sensor of the rocket chamber (image_2), the image_1 is only a fragment of the image_2, with preservation (albeit coarse) of all features of the scene area in form of certain brightness anomalies of both the target and its immediate environment. Then, metric alignment of these two images is performed, considering the fact that both images are obtained at one time and from one place (albeit from different sensors), then it can be stated that these images are very similar. Differences are observed in the brightness pattern and the noise level. Subsequent processing by the gradient regional operator contrasts the brightness anomalies of both images, which enables to find the position of said fragment (reference) on image_2 and specify a target designation point using correlation comparison means with the normalized cross-correlation function.
EFFECT: technical result of the method is to reduce the time for capturing the target by the operator and to increase the operating range of the missile, which is ultimately equivalent to reducing the probability of hitting the helicopter with means of object air defense.
1 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к военной технике, использующей способы прицеливания управляемых ракет в системах наведения, применяемых в прицельных комплексах бортового вооружения вертолетов. Совершенствование прицельных комплексов позволяет повысить эффективность применения управляемых ракет с многоспектральными головками самонаведения на выбранные оператором цели.The invention relates to military equipment using methods of aiming guided missiles in guidance systems used in sighting systems of on-board weapons of helicopters. Improving sighting systems can increase the effectiveness of guided missiles with multispectral homing heads for targets chosen by the operator.

Известен способ "двух лучей" для прицеливания и наведения ракеты на цель, который использовался в обзорно-прицельной оптико-электронной системы (ОПС) первых поколений управляемых ракет класса "воздух-поверхность", размещаемых на вертолетах, "Способ наведения управляемой ракеты (патент РФ №2436031)" [1]. Этот способ, заключающийся в наведении оператором на цель линии прицеливания, и управлении ракеты до совмещения ее целью с помощью глазомерного измерения отклонения положения ракеты от цели, имеет очевидные недостатки: невысокую скорость движения ракеты, а следовательно, большое время полета (20-25 с), наличие непоражаемой зоны перед огневой позицией глубиной 300-600 м, утомляемость оператора и др. Дальнейшее совершенствование этого подхода было связано с тем, что слежение за ракетой, измерение ее отклонения от линии прицеливания, выработка и передача команд на борт летящей ракеты, а затем на ее органы управления, было возложено на автоматическую систему наведения. Последующие изменения свелись к использованию второй системы наведения, которая должна была заменить действия оператора.The known method of "two rays" for aiming and pointing the missile at the target, which was used in the surveillance and optical optical electronic system (OPS) of the first generations of guided missiles of the air-to-surface class, placed on helicopters, "Guided missile guidance method (RF patent No. 2436031) "[1]. This method, which consists in pointing the target line at the target by the operator and controlling the rocket until it is aligned with the eye by measuring the deviation of the position of the rocket from the target, has obvious disadvantages: the low speed of the rocket and, therefore, the long flight time (20-25 s) , the presence of an unaffected zone in front of the firing position 300-600 m deep, operator fatigue, etc. Further improvement of this approach was connected with the fact that tracking the missile, measuring its deviation from the aiming line, developing and Transferring teams on board the flying missiles, and then it controls, it has been assigned to the automatic guidance system. Subsequent changes were reduced to the use of a second guidance system, which was supposed to replace the actions of the operator.

Любое совершенствование обзорно-прицельной оптико-электронной системы (ОПС) носителя, обеспечивающей экипаж всей необходимой информацией для ведения боевых операций, является следствием развития управляемых ракет "воздух-поверхность" как нового класса высокоточного оружия. Одна из первых таких прицельных систем, получившая название «Кайра» (Микоян, Гуревич МиГ-27, "Уголок неба", 2009) [2], использовала способ лазерного прицеливания. При его применении летчик должен удерживать ракету после пуска в поле зрения и в створе радиолуча вплоть до попадания в цель в условиях, когда приходится совершать противозенитное маневрирование, увеличивающее нагрузку на оператора. Кроме того, использование радиолуча для автоматического обнаружения и сопровождения малозаметной цели, как это реализуется для воздушных целей, оказалось невозможным из-за невысокой радиоконтрастности цели на фоне местности, где обнаружение цели в сложных метеоусловиях осложняется складками рельефа и маскирующей растительностью.Any improvement in the sighting optical-electronic system (OPS) of the carrier, which provides the crew with all the necessary information for military operations, is a consequence of the development of guided air-to-surface missiles as a new class of high-precision weapons. One of the first such sighting systems, called “Kaira” (Mikoyan, Gurevich MiG-27, “Corner of the Sky”, 2009) [2], used the laser aiming method. When using it, the pilot must keep the rocket after launch in the field of view and in the range of the beam until it hits the target in conditions when it is necessary to perform anti-aircraft maneuvering, which increases the load on the operator. In addition, the use of a radio beam for the automatic detection and tracking of an inconspicuous target, as is realized for airborne targets, was not possible due to the low radio contrast of the target against the background of the terrain, where target detection in difficult weather conditions is complicated by folds of the terrain and masking vegetation.

Применение новых технологий, микроэлектроники и оптико-электронной техники, использование принципов телевизионного слежения за целью с лазерным каналом целеуказания обеспечило дальнейшее развитие ОПС. В этом случае поиск цели осуществлялся с помощью дневного телевизионного канала. Типовую цель типа танк "Кайра" была способна обнаружить с расстояния до 5 км. Телевизионный канал "Кайры" был связан с лазерным дальномером, осуществляющим измерение дальности до цели и ее подсветку лазерным лучом. Обнаружив цель и произведя операцию ее целеуказания, летчик обеспечивал с помощью системы синхронную координатную привязку лазерного луча к объекту атаки. Ракета наводится на подсвеченную лазерным излучением цель с помощью БЦВМ по специально разработанной программе (программно-корректируемое слежение (ПКС)), где учитывается направление луча, скорость ракеты, перемещение носителя.The use of new technologies, microelectronics and optical-electronic equipment, the use of the principles of television target tracking with a laser target designation channel ensured the further development of OPS. In this case, the search for the target was carried out using the daily television channel. The typical target of the Kaira tank was capable of detecting from a distance of up to 5 km. The television channel Kayry was connected to a laser rangefinder, which measures the distance to the target and illuminates it with a laser beam. Having discovered the target and performing its target designation operation, the pilot provided the system with synchronous coordinate reference of the laser beam to the object of attack. The missile is aimed at a target illuminated by laser radiation using a digital computer using a specially developed program (software-corrected tracking (PCS)), which takes into account the direction of the beam, the speed of the rocket, and the movement of the carrier.

Последующие испытания показали, что режим ПКС оказался неэффективным. Вычислительный комплекс из-за ограниченного быстродействия и недостатков алгоритмов не успевал отслеживать перемещение цели при маневрах самолета. Чтобы добиться точного удержания перекрестья на цели, летчику приходится корректировать наведение.Subsequent tests showed that the PCS mode was ineffective. The computer complex, due to its limited speed and lack of algorithms, did not have time to track the movement of the target during aircraft maneuvers. To achieve accurate retention of the crosshairs on the target, the pilot has to adjust the guidance.

В настоящее время в ведущих странах мира проводятся работы, направленные на совершенствование оптических и оптоэлектронных координаторов, тепловизионных и радиолокационных головок самонаведения (ГСН), а также устройств коррекции для систем управления тактическими ракетами, что неизбежно затрагивает и ОПС. В современных системах ОПС производит поиск, обнаружение и сопровождение целей по их тепловому излучению под любым ракурсом цели на фоне земли и водной поверхности в дневное и ночное время, при наличии организованных помех, производит измерение дальности до целей лазерным дальномером.Currently, work is underway in the leading countries of the world to improve the optical and optoelectronic coordinators, thermal imaging and radar homing heads (GOS), as well as correction devices for tactical missile control systems, which inevitably affects OPS. In modern systems, the OPS performs the search, detection and tracking of targets by their thermal radiation from any angle of the target against the background of the earth and the water surface in the daytime and at night, in the presence of organized interference, it measures the distance to the targets with a laser rangefinder.

Известен способ прицеливания в комбинированной головке самонаведения с полуактивным лазерным, тепловизионным и активным радиолокационным каналами, которой намечено оснастить перспективную УР JCM, предназначенную для ударных вертолетов типа AH-64D "Апач Лонгбоу" и OH-58D [3]. В комплексе реализован способ прицеливания и наведения по волоконно-оптической линии связи (ВОЛС). В этом случае на ракете установлена теплотелевизионная камера, с которой передается наблюдаемое изображение оператору ОПС на носителе и он ведет управление ракетой. Конструктивно оптоэлектронный блок приемников ГСН и радиолокационная антенна выполнены в единой следящей системе, что обеспечивает их раздельную либо совместную работу в процессе наведения. В ГСН реализован принцип комбинированного самонаведении в зависимости от типа цели (контрастной в видимой области спектра, контрастной в тепловой области спектра или радиоконтрастной) и условий применения, в соответствии с которыми автоматически выбирается оптимальный метод наведения в одном из режимов работы ГСН, а остальные используются для формирования контрастного отображения цели при расчете точки прицеливания. Иллюстрацией может служить комплекс Spike-ER (Израиль), предназначенный для поражения бронированной и другой номенклатуры целей на небольших дальностях и размещаемый на ударных вертолетах АН-1 Cobra, SA 330L Puma и др. [4]. Эффективная дальность стрельбы комплекса - 8 км, максимальная скорость полета ракеты - 180 м/с, средняя - 160 м/с, время полета ракеты на 8 км - 50 с, вероятность поражения цели типа «танк» - 0,6-0,7.A known method of aiming in a combined homing with a semi-active laser, thermal imaging and active radar channels, which is intended to equip a promising UR JCM, designed for attack helicopters type AH-64D Apache Longbow and OH-58D [3]. The complex implements a method of aiming and pointing over a fiber optic communication line (FOCL). In this case, a heat television camera is installed on the rocket, from which the observed image is transmitted to the OPS operator on the carrier and it controls the rocket. Structurally, the optoelectronic block of the GSN receivers and the radar antenna are made in a single servo system, which ensures their separate or joint operation in the guidance process. In the GOS, the principle of combined homing is implemented depending on the type of target (contrast in the visible region of the spectrum, contrast in the thermal region of the spectrum or radio contrast) and application conditions, according to which the optimal guidance method in one of the GOS operation modes is automatically selected, and the rest are used for forming a contrast display of the target when calculating the aiming point. An illustration is the Spike-ER complex (Israel), designed to destroy armored and other nomenclature targets at short ranges and placed on attack helicopters AN-1 Cobra, SA 330L Puma, etc. [4]. The effective range of the complex is 8 km, the maximum flight speed of the rocket is 180 m / s, the average is 160 m / s, the flight time of the rocket is 8 km is 50 s, the probability of hitting a tank-type target is 0.6-0.7 .

Указанный комплекс содержит ОПС с теплотелевизионным прицелом, систему отображения информации (видеомониторы), вычислитель, пульт управления комплексом и пусковую установку с ракетами, а также теплотелевизионную ГСН, блок электроники, рулевой привод и катушку ВОЛС, размещенные на ракете. В комплексе используются два режима управления ракетой: автономное самонаведение в случае захвата ГСН цели до пуска и комбинированное ручное управление по ВОЛС с участием оператора (при отсутствии захвата ГСН цели до пуска) при последующем захвате ГСН цели и самонаведение на конечном участке.The specified complex contains an OPS with a thermal television sight, an information display system (video monitors), a computer, a control panel for the complex and a launcher with missiles, as well as a thermal television GOS, an electronics unit, a steering gear and a FOCL coil located on the rocket. The complex uses two missile control modes: autonomous homing in case of capturing the target's GOOS before launch and combined manual control over the FOCL with the participation of the operator (in the absence of capturing the target's GOOS before launch) during subsequent capture of the target's GOOS and homing at the final section.

Основными недостатками прицельного комплекса, обусловленными заложенными в него способами прицеливания и наведения, являются:The main disadvantages of the aiming complex, due to the methods of aiming and guidance incorporated in it, are:

- не обеспечивается залповая стрельба ракетами по нескольким целям на дальностях более 4-5 км из-за ручного наведения оператором ракеты по ВОЛС;- volley firing of missiles at several targets at ranges of more than 4-5 km is not provided due to manual guidance by the operator of the missile at the fiber optic link;

- не обеспечивается эффективная стрельба по движущимся наземным целям на больших дальностях вследствие низкой скорости и большого времени полета ракеты;- not provided effective shooting at moving ground targets at long ranges due to the low speed and long flight time of the rocket;

- наличие ручного наведения с участием оператора требует значительного снижения скорости ракеты, при этом возрастает вероятность поражения вертолета средствами ПВО противника.- the presence of manual guidance with the participation of the operator requires a significant reduction in the speed of the rocket, while the likelihood of a helicopter hitting the enemy with air defense increases.

В качестве примера комплекса наведения, где не используется управление по ВОЛС, можно отметить "вертолетный комплекс высокоточного оружия ближнего действия" (изобретение (19)RU(11) 2351508(13) С1) [5], в котором прицеливание и наведение ракеты ведется через управление лазерным лучом от лазерно-лучевого блока, установленного в ОПС, и управляемого оператором в процессе всего этапа наведения.As an example of the guidance complex, where FOCL control is not used, we can mention the "helicopter complex of high-precision short-range weapons" (invention (19) RU (11) 2351508 (13) C1) [5], in which the aiming and guidance of the rocket is through control of the laser beam from the laser beam unit installed in the OPS, and controlled by the operator during the entire guidance phase.

Последние десятилетие ознаменовались глубоким проникновением в современные комплексы наведения управляемого оружия принципа "пустил и забыл", при котором после пуска ракеты, последняя автоматически наводится на цель без участия оператора, а носитель свободен в своих действиях. Реализация этого принципа нашла свое воплощение, прежде всего при внедрении пассивных телетепловизионных систем самонаведения, которые имеют на сегодняшний день наилучшие характеристики по пространственному разрешению, обеспечивая тем самым высокую точность попадания в цель. Впервые подобные системы нашли применение в организации процесса пуска ракет (AGM-114 «Хеллфайр» и AGM-65 «Мейверик», [6]) в, так называемом, способе прицеливания "из-под крыла", при котором оператор непосредственно управляет линией визирования телетепловизионных системы, по изображению, получаемому с ее датчика в момент пуска. В этом случае, оператор, при обнаружении с помощью ОПС потенциальной цели, через пульт управления управляет гиростабилизированной платформой ракеты так, чтобы линия визирования (оптическая ось) теплотелевизионной камеры, установленной на платформе гирокоординатора ракеты, была направлена на цель. Изображение с камеры передается на монитор ОПС и позволяет оператору произвести целеуказание и перевести систему автосопровождения ракеты на автосопровождение цели, и только после этого возможен пуск ракеты.The last decade has been marked by a deep penetration into modern guided weapon guidance systems of the “let go and forget” principle, in which, after a missile is launched, the latter is automatically aimed at the target without operator intervention, and the carrier is free in its actions. The implementation of this principle has been embodied, first of all, with the introduction of passive telethermovision homing systems, which today have the best spatial resolution characteristics, thereby ensuring high accuracy of hitting the target. For the first time, such systems were used in organizing the missile launch process (AGM-114 Hellfire and AGM-65 Maverick, [6]) in the so-called “under-wing” aiming method, in which the operator directly controls the line of sight tele-thermal imaging systems, according to the image received from its sensor at the time of launch. In this case, the operator, when a potential target is detected by the OPS, controls the gyrostabilized platform of the rocket through the control panel so that the line of sight (optical axis) of the heat and television camera mounted on the platform of the gyro coordinator of the rocket is aimed at the target. The image from the camera is transmitted to the OPS monitor and allows the operator to carry out target designation and transfer the missile auto-tracking system to the target auto-tracking, and only then can the missile be launched.

В качестве прототипа для сравнения с заявляемым принят способ прицеливания "из-под крыла". Производимая последовательность действий оператора имеет очевидные недостатки, что обусловлено рядом объективных факторов. Характеристики теплотелевизионного прицела ОПС (угол зрения, формат фотоприемника его камеры) имеют лучшие значения, чем характеристики теплотелевизионной камеры, установленной на ракете. Это обусловлено тем, что для того, чтобы не заходить в зону поражения, ОПС должна иметь сложную высокоточную оптическую систему для обнаружения целей на предельных дальностях. Однако подобную оптическую систему из-за ее габаритных характеристик невозможно установить в ракету. Если при этом учесть, что всегда имеется расхождение между векторами направлений осей оптических систем ОПС и ракеты, обусловленное инструментальными ошибками юстировки обеих оптических систем, ошибками угловых датчиков, механическими колебаниями мест подвески ракет и т.д., то целеуказание по изображению только от ОПС неизбежно приводит к ошибочному захвату цели и конечному промаху. Чтобы этого не происходило, оператор должен производить целеуказание по изображению от теплотелевизионной камеры, установленной на ракете, приводящее к увеличению времени на захват цели и уменьшению рабочей дальности, что, в конечном счете, равноценно увеличению вероятности поражения вертолета средствами ПВО.As a prototype for comparison with the claimed adopted method of aiming "from under the wing." The produced sequence of operator actions has obvious disadvantages, which is due to a number of objective factors. The characteristics of the thermal television sight of the OPS (angle of view, the format of the photodetector of its camera) have better values than the characteristics of the thermal television camera mounted on a rocket. This is due to the fact that in order not to enter the affected area, the OPS must have a sophisticated high-precision optical system for detecting targets at extreme ranges. However, such an optical system, due to its overall characteristics, cannot be installed in a rocket. If, however, we take into account that there is always a discrepancy between the direction vectors of the axes of the optical systems of the OPS and the rocket, due to instrumental errors in the alignment of both optical systems, errors in the angle sensors, mechanical vibrations of the missile suspension sites, etc., then targeting in the image only from the OPS is inevitable leads to erroneous capture of the target and the final miss. To avoid this, the operator must carry out target designation from the image from the heat-television camera mounted on the rocket, leading to an increase in time to capture the target and a decrease in the working range, which, in the end, is equivalent to increasing the likelihood of a helicopter hitting air defense systems.

Предлагаемый способ автоматизации прицеливания призван устранить указанные недостатки, обеспечивает оперативность целеуказания и высокую точность наведения тактической ракеты по стационарным и подвижным целям при соблюдении принципа "пустил и забыл" и повысить живучесть носителя, что достигается эффективным использованием информации, получаемой от обзорно-прицельной системы (ОПС) вертолета, на этапах прицеливания, пуска и управления управляемой ракеты в процессе ее полета.The proposed method of automating aiming is designed to eliminate these shortcomings, ensures the accuracy of target designation and high accuracy of pointing tactical missiles at stationary and moving targets while observing the “empty and forget” principle and increase the survivability of the carrier, which is achieved by the efficient use of information received from the sighting system (OPS) ) a helicopter, at the stages of aiming, launching and controlling a guided missile during its flight.

Необходимо отметить, что предлагаемый способ работает с изображением, полученным от любого источника видеосигнала: от телевизионной камеры, работающей в видимом диапазоне, либо от тепловизионной камеры, работающей в средней или дальней инфракрасных областях спектра. Поэтому в дальнейшем описании при упоминании теплотелевизионного источника сигнала (как это указано в прототипе) следует рассматривать общий вид оптико-электронной системы, имеющий в своем составе тот или иной тип сигнала.It should be noted that the proposed method works with an image obtained from any source of a video signal: from a television camera operating in the visible range, or from a thermal imaging camera operating in the middle or far infrared regions of the spectrum. Therefore, in the further description, when mentioning the heat and television signal source (as indicated in the prototype), one should consider the general view of the optoelectronic system incorporating one or another type of signal.

Способ прицеливания на вертолетном комплексе, включающий формирование точки целеуказания при наблюдении изображения сцены на видеомониторе ОПС с теплотелевизионным прицелом и наведению линии визирования тепловизионной камеры гирокоординатора на цель, используя пульт управления, привода наведения и информацию с датчиков углов поворота ОПС, отличающийся тем, чтоA method of aiming at a helicopter complex, including the formation of a target point when observing a scene image on an OPS video monitor with a thermal television sight and pointing the line of sight of the gyrocoordinator thermal imaging camera to the target using the control panel, guidance drive and information from the OPS rotation angle sensors, characterized in that

- что оператор задает точку целеуказания по цифровому изображению сцены (кадру), полученному тепловизионной камерой теплотелевизионного прицела; в соответствии с протоколом обмена цифровое изображение через аппаратуру информационного обмена поступает в блок формирования эталонов для его автоматической обработки, с учетом углов полей зрения и разрешения чувствительной матрицы камер теплотелевизионного прицела и тепловизионной камеры гирокоординатора ракеты (далее гирокоординатора) производят его сжатие в цифровое изображение, используемое как эталонное с метрическими характеристиками, совпадающими с аналогичными характеристиками изображения тепловизионной камеры гирокоординатора;- that the operator sets the target designation point on the digital image of the scene (frame) obtained by the thermal imaging camera of the heat-television sight; in accordance with the exchange protocol, the digital image through the information exchange equipment enters the unit for creating standards for its automatic processing, taking into account the angles of the field of view and the resolution of the sensitive matrix of the cameras of the thermal sight and the thermal imaging camera of the rocket gyro coordinator (hereinafter gyro coordinator), it is compressed into a digital image used as a reference with metric characteristics that coincide with similar characteristics of the image of the gyro thermal imaging camera rdinatora;

- метрическая корректировка изображения учитывает характеристики мгновенных полей теплотелевизионного прицела Rтп и тепловизионной камеры гирокоординатора Rткг, и сводится к его сжатию по формуле:- metric image adjustment takes into account the characteristics of the instantaneous fields of a thermal television sight R TP and thermal imaging camera gyrocoordinator R tkg , and is reduced to its compression by the formula:

Net=K*Nтп,N et = K * N tp ,

где Net - формат формируемого сжатого эталонного изображения,where N et is the format of the generated compressed reference image,

K=(Ртп*Nткг)/(Nтпткг);K = (P m * N HGB) / (N m * F TAG);

Ртп - поле зрения тепловизионной камеры прицела;R TP - field of view of the thermal imaging camera of the sight;

Рткг - поле зрения тепловизионной камеры гирокоординатора;R tkg - field of view of the thermal imaging camera gyrocoordinator;

Nтп - формат фотоприемника камеры прицела;N TP - the format of the photodetector of the sight camera;

Nткг - формат фотоприемника камеры гирокоординатора;N tkg - format of the photodetector of the gyrocoordinator camera;

- запоминаются сжатое и фрагмент исходного несжатого цифрового изображения, сформированный вокруг точки, указанной оператором в момент целеуказания; сжатое цифровое изображение считается как первое эталонное, а фрагмент несжатого цифрового изображения, полученное в момент целеуказания, как второе эталонное;- stored compressed and a fragment of the original uncompressed digital image formed around the point indicated by the operator at the time of target designation; a compressed digital image is considered as the first reference, and a fragment of an uncompressed digital image obtained at the time of target designation as a second reference;

- первое эталонное изображение и текущее изображение с тепловизионной камеры гирокоординатора обрабатываются региональными градиентными операторами для представления этих изображений в виде полей яркостных аномалий; осуществляется процесс привязки, реализующий функцию нормированной кросс-корреляции для поиска в текущем изображении места, соответствующего эталонному сжатому изображению (первому эталонному изображению);- the first reference image and the current image from the thermal imaging camera of the gyrocoordinator are processed by regional gradient operators to represent these images in the form of fields of brightness anomalies; the binding process is carried out, which implements the normalized cross-correlation function for searching in the current image the place corresponding to the reference compressed image (the first reference image);

- по координатам найденного места производится автоматическое целеуказание для системы автосопровождения ГСН ракеты;- according to the coordinates of the found place, automatic target designation for the missile seeker auto tracking system is performed;

- в процессе полета ракеты и автоматического слежения за целью по сигналу от инерциально-навигационной системы (ИНС) ракеты, вычисляющей дальность до цели, при дальности, когда метрические характеристики текущего изображения, получаемого с тепловизионной камеры гирокоординатора совпадают с метрическими характеристиками несжатого изображения от теплотелевизионного прицела, занесенного в память (второму эталонному изображению), запускается последующий процесс привязки по второму эталонному изображению;- during the flight of the rocket and automatic tracking of the target by a signal from the inertial navigation system (ANN) of the rocket, which calculates the distance to the target, at a distance when the metric characteristics of the current image received from the thermal imaging camera of the gyrocoordinator coincide with the metric characteristics of the uncompressed image from the telescopic sight stored in the memory (the second reference image), the subsequent binding process starts on the second reference image;

- для этого из памяти осуществляется выборка второго эталонного изображения; второе эталонное изображение и текущее изображение с тепловизионной камеры гирокоординатора обрабатываются региональными градиентными операторами для представления этих изображений в виде полей яркостных аномалий;- for this, a second reference image is sampled from the memory; the second reference image and the current image from the thermal imaging camera of the gyrocoordinator are processed by regional gradient operators to represent these images as fields of brightness anomalies;

- осуществляется процесс привязки, реализующий функцию нормированной кросс-корреляции для поиска в текущем изображении тепловизионной камеры гирокоординатора места расположения цели, соответствующего второму эталону;- the binding process is carried out, which implements the normalized cross-correlation function for searching in the current image of the thermal imaging camera of the gyro-coordinator of the target location corresponding to the second standard;

- по координатам на растре вновь найденного уточненного места расположения цели производится новое целеуказание и перевод автосопровождения на уточненное место расположения цели.- according to the coordinates on the raster of the newly found specified target location, a new target designation and transfer of auto tracking to the specified target location are performed.

На рис. 1 представлена блок-схема предлагаемого способа, содержащая основные функциональные блоки, иллюстрирующие последовательность необходимых действий для его реализации.In fig. 1 presents a block diagram of the proposed method, containing the main functional blocks illustrating the sequence of necessary actions for its implementation.

Введены следующие обозначения по функциональным блокам:The following notation for functional blocks is introduced:

1 - Обзорно-прицельная система (ОПС), в составе:1 - Survey and sighting system (OPS), consisting of:

2 - теплотелевизионный прицел2 - thermal television sight

3 - видеомонитор3 - video monitor

4 - пульт управления4 - control panel

5 - привода5 - drive

6 -датчики углов6-angle sensors

7 - Аппаратура информационного обмена7 - Information exchange equipment

8 - Блок формирования эталонов8 - Block forming standards

9 - Память 19 - Memory 1

10 - Память 210 - Memory 2

11 - Блок преобразования и обработки сигналов11 - Block conversion and signal processing

12 - Коррелятор12 - Correlator

13 - Гирокоординатор, в составе13 - Gyrocoordinator, consisting of

14 - гиростабилизированный привод14 - gyrostabilized drive

15 - тепловизионная камера15 - thermal imaging camera

16 - обтекатель16 - fairing

17 - Система автосопровождения17 - Auto tracking system

18 - Информационо-навигационная система (ИНС)18 - Information Navigation System (ANN)

Предлагаемый способ прицеливания реализуется следующим образом. Оператор ОПС вертолета, наблюдая на мониторе (3) сцену, видимую через теплотелевизионный прицел (2), содержащий узкопольную оптическую систему, производит поиск цели. При обнаружении объекта-цели оператор с помощью пульта управления (4) и сопряженных приводов (5) направляет ось линии визирования прицела на цель. Считываемые с датчиков углов (6) пространственного положения линии визирования прицела данные поступают на гиростабилизированный привод (14) гирокоординатора (13), который ориентирует ось линии визирования широугольной тепловизионной камеры ракеты (15) в направлении на цель. Однако это направление, как отмечалось выше, отличается от направления, которое дает тепловизионный прицел. Возникающая ошибка не позволяет произвести надежный захват малоразмерных целей. Кроме того, при работе на предельных дальностях, малоразмерная цель может быть не видна на изображении с широугольной тепловизионной камеры ракеты. Поэтому цифровое изображение сцены (кадр), полученное тепловизионной камерой теплотелевизионного прицела с координатами точки целеуказания, заданной оператором, в соответствии с протоколом обмена через аппаратуру информационного обмена (7) поступает в блок формирования эталонов (8) для его автоматической обработки. Из принятого цифрового изображения выбирается участок вокруг точки, указанной оператором в момент целеуказания и запоминается в памяти 2 (10) как второе эталонное изображение. Кроме этого, с этим изображением проводится операция сжатия с целью свести его метрические характеристики к метрическим характеристикам тепловизионной камеры гирокоординатора. Для этого используются значения характеристики мгновенных полей обеих камерThe proposed method of aiming is implemented as follows. The OPS operator of the helicopter, observing on the monitor (3) the scene visible through the heat-television sight (2) containing the narrow-field optical system, searches for the target. When a target object is detected, the operator, using the control panel (4) and the coupled drives (5), directs the axis of the sight line of sight to the target. The data read from the angle sensors (6) of the spatial position of the sight line of sight are fed to the gyro-stabilized drive (14) of the gyrocoordinator (13), which orientates the axis of the line of sight of the wide-angle thermal imaging camera of the rocket (15) towards the target. However, this direction, as noted above, differs from the direction that the thermal imaging sight provides. The resulting error does not allow reliable capture of small targets. In addition, when operating at extreme ranges, a small-sized target may not be visible in the image from the wide-angle thermal imaging camera of the rocket. Therefore, the digital image of the scene (frame) obtained by the thermal imaging camera of the thermal television sight with the coordinates of the target designation point set by the operator, in accordance with the exchange protocol via the information exchange equipment (7), is supplied to the unit for generating standards (8) for its automatic processing. From the received digital image, a region around the point indicated by the operator at the time of target designation is selected and stored in memory 2 (10) as a second reference image. In addition, a compression operation is performed with this image in order to reduce its metric characteristics to the metric characteristics of the thermal imaging camera of the gyrocoordinator. For this, the characteristic values of the instantaneous fields of both cameras are used.

Коэффициент сжатия K определяется какThe compression ratio K is defined as

K=Rтп/Rткг=(Ртп*Nткг)/(Nтпткг);K = R mp / R tkg = (P tp * N tkg ) / (N tp * P tkg );

Тогда формат Net формируемого сжатого эталонного изображения определяется формулойThen the format N et of the generated compressed reference image is determined by the formula

Net=K*Nтп,N et = K * N tp ,

Сжатое изображение считается первым эталонным и запоминается в памяти 1 (9). Первое эталонное, извлеченное из памяти 1, и текущее изображение с тепловизионной камеры гирокоординатора, полученное в момент целеуказания, поступают в блок преобразования и обработки сигналов (11), где с помощью обработки региональными градиентными операторами эти изображения представляются в виде полей яркостных аномалий. Последующей операцией является обработка в корреляторе (12), где осуществляется процесс привязки, реализующий функцию нормированной кросс-корреляции. В результате действий производится поиск в текущем изображении места, имеющее наилучшее соответствие первому эталонному изображению, в центре которого находится объект-цель, указанная оператором ОПС.The compressed image is considered the first reference and stored in memory 1 (9). The first reference image, extracted from memory 1, and the current image from the thermal imaging camera of the gyrocoordinator, obtained at the time of target designation, are sent to the signal conversion and processing unit (11), where, using regional gradient operators, these images are represented as fields of brightness anomalies. The subsequent operation is processing in the correlator (12), where the binding process is implemented that implements the normalized cross-correlation function. As a result of the actions, a search is performed in the current image for the place that best matches the first reference image, in the center of which is the target object indicated by the OPS operator.

По координатам найденного места производится автоматическое целеуказание для системы автосопровождения (17) за целью, по сигналам управления с которой в процессе последующего полета производится управление гиростабилизированным приводом (14) гирокоординатора (15) и коррекция полета ракеты.According to the coordinates of the found place, automatic target designation is performed for the auto tracking system (17) for the purpose, according to the control signals from which, during the subsequent flight, the gyro-stabilized drive (14) of the gyrocoordinator (15) is controlled and the flight of the rocket is corrected.

В процессе полета ракеты с бортовой информационно-навигационной системы (ИНС) (18) считывается информация о дальности до объекта-цели. При дальности, когда метрические характеристики текущего изображения, получаемого с тепловизионной камеры гирокоординатора, совпадают с метрическими характеристиками несжатого изображения от теплотелевизионного прицела, занесенного в память 2 (второго эталона), запускается еще один процесс привязки.During the flight of a rocket, information on the range to the target object is read from the airborne information-navigation system (ANN) (18). At a distance when the metric characteristics of the current image received from the thermal imaging camera of the gyrocoordinator coincide with the metric characteristics of the uncompressed image from the telescopic sight recorded in memory 2 (the second reference), another binding process is started.

Второе эталонное (несжатое) изображение извлекается из памяти 2. Второе эталонное изображение и текущее изображение с тепловизионной камеры гирокоординатора поступают в блок преобразования и обработки сигналов (11), где обрабатываются региональными градиентными операторами для представления этих изображений в виде полей яркостных аномалий. Последующей операцией является их обработка в корреляторе (12), где осуществляется процесс привязки, реализующий функцию нормированной кросс-корреляции, осуществляющий новый процесс привязки для коррекции точки целеуказания. По координатам вновь найденного уточненного места производится новое целеуказание и перевод автосопровождения на уточненную точку целеуказания, соответствующую целеуказанию оператора в момент прицеливания. Вырабатываемые при этом сигналы управления корректируют направление линии визирования гирокоординатора и направление полета ракеты.The second reference (uncompressed) image is extracted from memory 2. The second reference image and the current image from the gyrocoordinator's thermal imaging camera are sent to the signal conversion and processing unit (11), where they are processed by regional gradient operators to represent these images as fields of brightness anomalies. The subsequent operation is their processing in the correlator (12), where the binding process is implemented that implements the normalized cross-correlation function and implements a new snap process for correcting the target designation point. Based on the coordinates of the newly found specified location, new target designation is performed and auto tracking is transferred to the specified target designation point corresponding to the target designation of the operator at the time of aiming. The control signals generated in this way correct the direction of the line of sight of the gyrocoordinator and the direction of flight of the rocket.

1. Способ наведения управляемой ракеты (патент РФ №2436031)1. Guided missile guidance method (RF patent No. 2436031)

2. Микоян, Гуревич МиГ-27, "Уголок неба", 20092. Mikoyan, Gurevich MiG-27, "Corner of the sky", 2009

3. "Зарубежное военное обозрение" №1, 2006 г., стр. 40-44.3. "Foreign Military Review" No. 1, 2006, pp. 40-44.

4. Military Technology, 1998, №4, рр. 26-28; Compendium by Armada, Anti-Armour Weapons, 2000, pp. 1-30.4. Military Technology, 1998, No. 4, pp. 26-28; Compendium by Armada, Anti-Armor Weapons, 2000, pp. 1-30.

5 Вертолетный комплекс высокоточного оружия ближнего действия изобретение (19)RU(11) 2351508(13) С15 Helicopter complex of high-precision short-range weapons invention (19) RU (11) 2351508 (13) C1

6. Дмитриев В. "Управляемая ракета "Мейверик" с тепловизионной головкой самонаведения", Зарубежное военное обозрение, N3, 19836. Dmitriev V. "Guided missile" Maverick "with a thermal imaging homing head, Foreign Military Review, N3, 1983

Claims (1)

Способ прицеливания на вертолетном комплексе, заключающийся в том, что точка целеуказания задается оператором по изображению, наблюдаемому им на мониторе обзорно-прицельной системы (ОПС) с оптико-электронной системой (ОЭС) прицела, работающей в видимой, средней и дальней инфракрасных областях спектра, оператор производит электронный захват цели и передачу функции последующего слежения за ней на систему автосопровождения за целью по изображению от ОЭС камеры, установленной на гирокоординаторе ракеты, имеющей значения угла поля зрения и разрешения чувствительной матрицы камеры иные, чем значения этих характеристик для ОЭС прицела, отличающийся тем, что из цифрового изображения сцены с ОЭС прицела вырезается и запоминается фрагмент изображения вокруг точки целеуказания, а полное цифровое изображение сцены с ОЭС прицела сжимается для получения соответствия метрических характеристик ОЭС прицела и камеры гирокоординатора, фрагмент и сжатое изображение обрабатываются региональным градиентным оператором, получаемые от ОЭС камеры изображения, также обрабатываются тем же региональным градиентным оператором, используя сжатое и обработанное изображение от прицела, производится операция сопоставления его с несжатым изображением от ОЭС камеры средствами функции нормированной кросс-корреляции для нахождения точки целеуказания на изображении ОЭС камеры, координаты найденной точки передаются в систему автосопровождения для дальнейшего слежения за целью, при дальности, когда метрика запомненного фрагмента совпадает с метрикой текущего изображения от ОЭС камеры гирокоординатора, производится повторная нормированная кросс-корреляция этого фрагмента с некоторой областью изображения (обработанной градиентным оператором) около текущей точки слежения для ее коррекции.The method of aiming at a helicopter complex, which consists in the fact that the target designation point is set by the operator according to the image observed by him on the monitor of the sighting system (OPS) with the optoelectronic system (OES) of the sight, operating in the visible, middle and far infrared regions of the spectrum, the operator electronically captures the target and transfers the function of subsequent tracking to it to the auto tracking system for the target using the image from the ECO of the camera mounted on the gyro-coordinator of the rocket having the values of the field of view angle and resolution of the camera’s sensitive matrix is different than the values of these characteristics for the SEC of the sight, characterized in that a fragment of the image around the target designation is cut out and stored from the digital image of the scene with the SEC of the target, and the full digital image of the scene with the SEC of the sight is compressed to match the metric characteristics of the SEC of the sight and the gyrocoordinator cameras, the fragment and the compressed image are processed by the regional gradient operator, received from the ECO of the image camera, are also processed by the same using a compressed and processed image from the sight, the regional gradient operator uses it to compare it with the uncompressed image from the camera’s OES using the normalized cross-correlation function to find the target point on the camera’s OES image, the coordinates of the found point are transmitted to the auto tracking system for further tracking of the target, at a distance when the metric of the memorized fragment coincides with the metric of the current image from the ECO of the gyrocoordinator camera, repeated rmirovannaya cross-correlation of this fragment with a certain image region (the gradient operator) about the current tracking point for its correction.
RU2018130171A 2018-08-20 2018-08-20 Method of target design automation at aiming at helicopter complex RU2697939C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018130171A RU2697939C1 (en) 2018-08-20 2018-08-20 Method of target design automation at aiming at helicopter complex

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018130171A RU2697939C1 (en) 2018-08-20 2018-08-20 Method of target design automation at aiming at helicopter complex

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2697939C1 true RU2697939C1 (en) 2019-08-21

Family

ID=67733820

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2018130171A RU2697939C1 (en) 2018-08-20 2018-08-20 Method of target design automation at aiming at helicopter complex

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2697939C1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2748763C1 (en) * 2020-08-31 2021-05-31 Владимир Юрьевич Лупанчук Method for detection and auto-tracking of objects of target designation by optical-electronic system of aunmanned aerial vehicle
RU2751433C1 (en) * 2020-12-15 2021-07-13 Общество с ограниченной ответственностью "Опытно-конструкторское бюро УЗГА" (ООО "ОКБ УЗГА") Method for target designation by direction of guidance system of controlled object
RU2771965C1 (en) * 2020-11-27 2022-05-16 Алексей Николаевич Моор Method for aerial surveillance of ground (surface) objects for the purpose of surveying, meteorological and other types of support of launches (releases) of controlled air weapons using optoelectronic homing heads

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2351508C1 (en) * 2007-09-19 2009-04-10 Государственное унитарное предприятие "Конструкторское бюро приборостроения" Short-range highly accurate weaponry helicopter complex
RU2399854C1 (en) * 2009-08-17 2010-09-20 Государственное унитарное предприятие "Конструкторское бюро приборостроения" Method of guiding multi-target high-precision long-range weapon and device to this end
RU2460135C1 (en) * 2011-03-31 2012-08-27 Закрытое акционерное общество "МНИТИ" Method for automatic determination coordinate shifts of tracked object in series of digital images
US9829279B1 (en) * 2011-07-03 2017-11-28 Jeffrey Mark Sieracki Aiming and alignment system for a shell firing weapon and method therefor

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2351508C1 (en) * 2007-09-19 2009-04-10 Государственное унитарное предприятие "Конструкторское бюро приборостроения" Short-range highly accurate weaponry helicopter complex
RU2399854C1 (en) * 2009-08-17 2010-09-20 Государственное унитарное предприятие "Конструкторское бюро приборостроения" Method of guiding multi-target high-precision long-range weapon and device to this end
RU2460135C1 (en) * 2011-03-31 2012-08-27 Закрытое акционерное общество "МНИТИ" Method for automatic determination coordinate shifts of tracked object in series of digital images
US9829279B1 (en) * 2011-07-03 2017-11-28 Jeffrey Mark Sieracki Aiming and alignment system for a shell firing weapon and method therefor

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2748763C1 (en) * 2020-08-31 2021-05-31 Владимир Юрьевич Лупанчук Method for detection and auto-tracking of objects of target designation by optical-electronic system of aunmanned aerial vehicle
RU2771965C1 (en) * 2020-11-27 2022-05-16 Алексей Николаевич Моор Method for aerial surveillance of ground (surface) objects for the purpose of surveying, meteorological and other types of support of launches (releases) of controlled air weapons using optoelectronic homing heads
RU2751433C1 (en) * 2020-12-15 2021-07-13 Общество с ограниченной ответственностью "Опытно-конструкторское бюро УЗГА" (ООО "ОКБ УЗГА") Method for target designation by direction of guidance system of controlled object
RU2795367C1 (en) * 2022-07-22 2023-05-03 АКЦИОНЕРНОЕ ОБЩЕСТВО "ЭЙРБУРГ" (АО "Эйрбург") Method of software adjustable target support

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7210392B2 (en) Autonomous weapon system
US5822713A (en) Guided fire control system
US7870816B1 (en) Continuous alignment system for fire control
US8049869B2 (en) Dual FOV imaging semi-active laser system
US6491253B1 (en) Missile system and method for performing automatic fire control
US4611771A (en) Fiber optic track/reaim system
RU2399854C1 (en) Method of guiding multi-target high-precision long-range weapon and device to this end
US5483865A (en) Aircraft sighting system
AU2002210260A1 (en) Autonomous weapon system
CN107870631B (en) Unmanned helicopter airborne system and control method thereof
RU2584210C1 (en) Method of firing guided missile with laser semi-active homing head
US6750806B2 (en) Method of tracking a target and target tracking system
RU2294514C1 (en) Sight complex of fighting pilotless aircraft
RU2697939C1 (en) Method of target design automation at aiming at helicopter complex
US6469783B1 (en) Solid state modulated beacon tracking system
RU2351508C1 (en) Short-range highly accurate weaponry helicopter complex
RU2433370C1 (en) Optoelectronic system for air defence missile system
CN112461059B (en) Image homing guided missile ground launching method
RU2726301C1 (en) Modern onboard weapons helicopter system
USH796H (en) Open loop seeker aiming guiding system
RU2292005C1 (en) Installation for fire at high-speed low-altitude targets
RU2776005C1 (en) Method for forming target image to ensure use of tactical guided missiles with optoelectronic homing head
RU2775579C2 (en) Fire control system for armoured vehicles
US12007203B1 (en) Weapon control system with integrated manual and assisted targeting
RU162717U1 (en) SHIPBAR SMALL-SIZED HIGH-PRECISION ANTI-ARTILLERY COMPLEX

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20200821