RU2775579C2 - Fire control system for armoured vehicles - Google Patents
Fire control system for armoured vehicles Download PDFInfo
- Publication number
- RU2775579C2 RU2775579C2 RU2020140490A RU2020140490A RU2775579C2 RU 2775579 C2 RU2775579 C2 RU 2775579C2 RU 2020140490 A RU2020140490 A RU 2020140490A RU 2020140490 A RU2020140490 A RU 2020140490A RU 2775579 C2 RU2775579 C2 RU 2775579C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- cameras
- coordinates
- image
- memory
- camera
- Prior art date
Links
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims abstract description 14
- 238000003860 storage Methods 0.000 claims abstract description 8
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims abstract description 6
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims description 16
- 230000001681 protective Effects 0.000 claims description 16
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims description 12
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 9
- 241000083700 Ambystoma tigrinum virus Species 0.000 claims description 8
- 230000000875 corresponding Effects 0.000 claims description 8
- 230000014509 gene expression Effects 0.000 claims description 8
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 6
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 claims description 6
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 claims description 4
- 230000003993 interaction Effects 0.000 claims description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 3
- 238000005070 sampling Methods 0.000 claims description 2
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims 1
- QERYCTSHXKAMIS-UHFFFAOYSA-M thiophene-2-carboxylate Chemical compound [O-]C(=O)C1=CC=CS1 QERYCTSHXKAMIS-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims 1
- 238000010304 firing Methods 0.000 abstract description 7
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 230000004083 survival Effects 0.000 abstract 1
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 8
- 238000001931 thermography Methods 0.000 description 6
- 102220370595 PFN2 F41G Human genes 0.000 description 5
- 230000003287 optical Effects 0.000 description 5
- 210000004544 DC2 Anatomy 0.000 description 4
- 235000018747 Typha elephantina Nutrition 0.000 description 4
- 240000000913 Typha elephantina Species 0.000 description 4
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 4
- 230000002530 ischemic preconditioning Effects 0.000 description 4
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 4
- 239000003381 stabilizer Substances 0.000 description 4
- 239000000443 aerosol Substances 0.000 description 2
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 2
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 2
- 238000010191 image analysis Methods 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 230000005693 optoelectronics Effects 0.000 description 2
- 238000004642 transportation engineering Methods 0.000 description 2
- 241000272877 Apus Species 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 230000001419 dependent Effects 0.000 description 1
- 238000005474 detonation Methods 0.000 description 1
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000002708 enhancing Effects 0.000 description 1
- 230000002452 interceptive Effects 0.000 description 1
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- LCTONWCANYUPML-UHFFFAOYSA-N pyruvic acid Chemical compound CC(=O)C(O)=O LCTONWCANYUPML-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000007670 refining Methods 0.000 description 1
- 238000004805 robotic Methods 0.000 description 1
- 239000000779 smoke Substances 0.000 description 1
- 230000001629 suppression Effects 0.000 description 1
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к области бронетанкового вооружения (БТВ) и может быть использовано для осуществления пассивного определения параметров (координат, дальностей, размеров, скоростей и направления движения) обнаруженных целей и важных объектов на танках, боевых машинах пехоты, бронетранспортерах, артиллерийских системах и наземных роботизированных, в том числе автономных и дистанционно управляемых разведывательно-ударных комплексах военного назначения, и т.п. Изобретение рассчитано прежде всего на современные образцы БТВ с цифровыми оптико-электронными системами прицеливания и видеонаблюдения. Реализация предлагаемой системы управления огнем (СУО) возможна при разработке новых и в ходе модернизации существующих образцов БТВ и в целом направлено на повышение показателей их тактико-технических характеристик.The invention relates to the field of armored weapons (APW) and can be used to passively determine the parameters (coordinates, ranges, sizes, speeds and directions of movement) of detected targets and important objects on tanks, infantry fighting vehicles, armored personnel carriers, artillery systems and ground robotic, including autonomous and remotely controlled reconnaissance and strike complexes for military purposes, etc. The invention is intended primarily for modern armored vehicles with digital optoelectronic aiming and video surveillance systems. The implementation of the proposed fire control system (FCS) is possible in the development of new and in the course of modernization of existing models of armored personnel carriers and is generally aimed at improving their performance characteristics.
Современные СУО образцов БТВ представляют собой сложные комбинированные системы, в состав которых входят вооружение, прицельно-наблюдательный комплекс и другие системы, взаимодействующие между собой в процессе работы. При этом состав прицельно-наблюдательного комплекса (ПНК), даже в новейших перспективных образцах БТВ остается практически неизменным, традиционно включающем прицелы командира и наводчика, а также обеспечивающую их работу аппаратуру. В некоторых случаях к ним добавляется зенитный прицел, прицел-дублер наводчика или автомат сопровождения целей. Также для обеспечения обзора экипажу все чаще вместо или дополнительно к триплексам применяются видеокамеры, расположенные по периметру боевой бронированной машины. Классическим для СУО существующих образцов БТВ является применение лазерных дальномеров (ЛД). Определяется это их высокими точностными характеристиками, надежностью, компактностью аппаратуры и реальными перспективами ее улучшения за счет микроминиатюризации элементной базы, а также простотой процесса измерения дальности, не требующего специальных качеств и подготовки операторов.Modern control systems for armored personnel carriers are complex combined systems, which include weapons, sighting and observation systems and other systems that interact with each other during operation. At the same time, the composition of the sighting and observation system (PNK), even in the latest promising models of armored vehicles, remains practically unchanged, traditionally including the sights of the commander and gunner, as well as the equipment that ensures their operation. In some cases, an anti-aircraft sight, a gunner's backup sight, or a target tracking machine are added to them. Also, to provide a view to the crew, video cameras located around the perimeter of an armored combat vehicle are increasingly being used instead of or in addition to triplexes. The classic for the LMS of existing ATV models is the use of laser rangefinders (LD). This is determined by their high accuracy characteristics, reliability, compactness of the equipment and real prospects for its improvement due to the microminiaturization of the element base, as well as the simplicity of the range measurement process that does not require special qualities and training of operators.
Так, отдаленным аналогом к заявляемому изобретению является комплекс управления вооружением танка (Пат. РФ на изобретение №2226664, МПК 7 F41G 5/24, опубл. 10.04.2004 г. по заявке №2002110205/02 от 17.04.2002 г., Конструкторское бюро транспортного машиностроения), содержащий стабилизатор вооружения пушки с приводом в плоскости вертикального наведения и приводом башни, электронный баллистический вычислитель, комплекс механизма заряжания, рабочие места наводчика и командира, основной прицел наводчика и панорамный прицел командира с оптическим, тепловизионным и дальномерным каналами, пультами управления линиями визирования прицелов, дисплеями визуального отображения информации и переключателями, унифицированный электронный моноблок, многофункциональный пульт, дисплей с элементами переключения режимов и регулировок изображения, с электрическими выключателями, с пультом управления линией визирования прицела. Данное изобретение обеспечивает повышение технических и эксплуатационных характеристик комплекса управления вооружением танка с обеспечением наводчику и командиру равных функциональных возможностей в управлении огнем и улучшение эргономики рабочих мест.So, a distant analogue to the claimed invention is the tank weapon control complex (Pat. RF for the invention No. 2226664, IPC 7 F41G 5/24, publ. 10.04.2004, according to application No. transport engineering), containing a gun armament stabilizer with a drive in the vertical guidance plane and a turret drive, an electronic ballistic computer, a loading mechanism complex, gunner and commander jobs, a gunner’s main sight and a commander’s panoramic sight with optical, thermal imaging and rangefinding channels, line control panels sights, displays of visual display of information and switches, a unified electronic monoblock, a multifunctional control panel, a display with elements for switching modes and image adjustments, with electrical switches, with a control panel for the line of sight of the sight. This invention provides an increase in the technical and operational characteristics of the tank weapon control complex, providing the gunner and commander with equal functionality in fire control and improving the ergonomics of workplaces.
Недостатком является то, что данная система не позволяет решать задачи интеллектуальной многоканальной обработки видеоизображений из-за наличия только тепловизионных, оптических и дальномерных каналов в прицелах.The disadvantage is that this system does not allow solving the problems of intelligent multi-channel processing of video images due to the presence of only thermal imaging, optical and ranging channels in the sights.
В качестве аналога также может быть рассмотрена компьютерно-телевизионная система управления стрельбой (Пат. РФ на изобретение №2226319, МПК 7 H04N 5/33, G06F 19/00, G06F 171:00, опубл. 27.03.2004 г. по заявке №2002113719/09 от 28.05.2002 г., патентообладатель Московское конструкторское бюро «Электрон»), содержащая двухканальный телевизионный прицел, лазерный дальномер, баллистический вычислитель, датчик давления, датчик температуры и влажности, датчик силы и направления ветра, датчик угла места цели, датчик точки надира. Данное изобретение качественно повышает точность стрельбы за счет максимального учета влияющих на точность стрельбы факторов.As an analogue, a computer-television fire control system can also be considered (Pat. RF for the invention No. 2226319, IPC 7
Недостатком данной системы является то, что данная система не позволяет обеспечивать прием и одновременную обработку двух видеосигналов и решать задачу интерактивного захвата и сопровождения объекта.The disadvantage of this system is that this system does not allow for the reception and simultaneous processing of two video signals and solve the problem of interactive capture and tracking of the object.
Более близким аналогом к заявляемому изобретению является интеллектуальная СУО боевой машины (Пат. РФ на полезную модель №98237 МПК F41G 5/00, опубл. 10.10.2010 г. по заявке №2010121999/02 от 10.10.2010 г., патентообладатель Открытое акционерное общество «Научно-конструкторское бюро вычислительных систем»), содержащая прицел наводчика многоканальный тепловизионный, прицел командира панорамный, датчики, блок управления стабилизатора вооружения, блок управления системы управления дополнительным вооружением, блок управления автомата заряжания, автоматизированные рабочие места наводчика и командира, прицел-дублер телевизионный, видеосистему кругового обзора, блок сопряжения датчиков, блок коммутации видеосигналов, многофункциональный блок управления, два мультиплексных канала информационного обмена.A closer analogue to the claimed invention is an intelligent control system of a combat vehicle (Pat. RF for utility model No. 98237 IPC F41G 5/00, published on 10.10.2010 according to application No. 2010121999/02 dated 10.10.2010, patent holder Open Joint Stock Company "Scientific and Design Bureau of Computing Systems"), containing a gunner's multi-channel thermal imaging sight, a commander's panoramic sight, sensors, a weapon stabilizer control unit, an additional weapons control system control unit, an automatic loader control unit, gunner's and commander's automated workstations, a television backup sight , a surround view video system, a sensor interface unit, a video signal switching unit, a multifunctional control unit, two multiplex information exchange channels.
При этом работа данной СУО невозможна при отказе средств обработки видеоизображений, что существенно снижает надежность системы.At the same time, the operation of this OMS is impossible if the means of processing video images fail, which significantly reduces the reliability of the system.
Еще более близким аналогом изобретения по п. 1 является СУО боевой машины (Пат. РФ на полезную модель №134624, МПК 7 F41G 5/24, опубл. 20.11.2013 по заявке 2013130584/28 от 02.07.2013, патентообладатели Открытое акционерное общество «Уральское конструкторское бюро транспортного машиностроения» и Открытое акционерное общество «Научно-конструкторское бюро вычислительных систем»), содержащая прицел наводчика многоканальный, прицел командира панорамный, прицел-дублер телевизионный, блок коммутации видеосигналов, блок управления системы управления дистанционной пулеметной установкой, видеосмотровые устройства командира и наводчика и пульты командира и наводчика, датчики, учитывающие положение пушки, положение башни, датчик крена и тангажа, датчик ветра, датчик изгиба ствола пушки, датчик скорости, мультиплексный канал информационного обмена, блок управления автомата заряжания, блок управления стабилизацией вооружения, блок цифровой обработки видеоизображений, пульт загрузки, пульт управления системы управления огнем боевой машины и автомата заряжания, аппаратуру сопряжения и ввода поправок, мультиплексный канал информационного обмена, цифровой канал информационного обмена типа RS 422 и цифровой канал информационного обмена типа CAN.An even closer analogue of the invention according to
Недостатки этой СУО заключаются в необеспечении эффективного поражения всей номенклатуры целей, предназначенных для БМ рассматриваемого типа, возможности использования специального оружия для каждого типа цели, невозможности дистанционного управления основным вооружением, отсутствии управляемого оружия с независимой от основного оружия стабилизацией, недостаточно высокой надежности системы обнаружения и сопровождения целей из-за отсутствия дублирования этих процессов.The disadvantages of this SLA are that it does not ensure the effective destruction of the entire range of targets intended for BM of the type in question, the possibility of using special weapons for each type of target, the impossibility of remote control of the main weapons, the absence of guided weapons with stabilization independent of the main weapon, insufficiently high reliability of the detection and tracking system goals due to the lack of duplication of these processes.
В качестве прототипа выбрана СУО (Пат. РФ на изобретение №92718186 F41H 7/02, F41G 5/24, F41G 3/00, F41F 3/04, опубл. 31.03.2020 г. по заявке №2018144399, от 14.12.2018 г., патентообладатель Открытое акционерное общество «Российская Федерация в лице Министерства обороны РФ»), содержащая прицел наводчика, прицел командира, блок управления системы наведения вооружения, блок обработки видеоизображения, видеомодули наводчика и командира, пульты командира и наводчика, датчики, учитывающие положение башни и пушки, датчик крена и тангажа, датчики ветра, скорости носителя, дополнительно введены второй блок обработки видеоизображения, устройства ввода наводчика и командира, блок управления автоматикой, блок управления пушкой, блок управления пусковой установкой малого калибра, блок управления пусковой установкой большего калибра, комплекс дистанционного управления временем подрыва снаряда, блок управления автоматизированным рабочим местом, датчик температуры заряда, измеритель состояния атмосферы, блок защиты и коммутации, вращающееся контактное устройство, цифровые каналы информационного обмена CAN, цифровой и аналоговый видеоканалы. Блок управления автоматикой содержит модуль вычисления баллистических поправок, модуль управления видеомодулем, модуль управления автоматикой, блок сопряжения, вторичный источник питания и стабилизатор тока. Изобретение решает задачи повышения точности и эффективности стрельбы, а также поисковые возможности СУО.The MSA was chosen as a prototype (Pat. RF for the invention No. 92718186 F41H 7/02, F41G 5/24, F41G 3/00, F41F 3/04, publ. ., patent holder Open Joint Stock Company "Russian Federation represented by the Ministry of Defense of the Russian Federation"), containing a gunner's sight, a commander's sight, a weapon guidance system control unit, a video image processing unit, gunner's and commander's video modules, commander's and gunner's consoles, sensors that take into account the position of the turret and guns, roll and pitch sensor, wind and carrier speed sensors, additionally introduced a second video image processing unit, gunner and commander input devices, automation control unit, gun control unit, small-caliber launcher control unit, larger-caliber launcher control unit, remote control complex projectile detonation time control, automated workstation control unit, charge temperature sensor, atmospheric state meter ry, protection and switching unit, rotating contact device, CAN digital information exchange channels, digital and analog video channels. The automation control unit contains a ballistic correction calculation module, a video module control module, an automation control module, an interface unit, a secondary power source and a current stabilizer. The invention solves the problem of improving the accuracy and efficiency of firing, as well as the search capabilities of the SLA.
Основной недостаток как аналогов, так и прототипа заключается в малых показателях скрытности работы СУО, связанных с применением в его составе ЛД.The main disadvantage of both analogues and the prototype lies in the low levels of secrecy of the OMS associated with the use of LD in its composition.
Так, основываясь на активном принципе действия лазерных дальномеров, с целью повышения боевой живучести вооружения и военной техники активно разрабатываются как специальные покрытия и маскировочные сети, частично поглощающие и рассеивающие лазерное излучение, так и системы оптико-электронного подавления, позволяющее с помощью оптических датчиков, установленные на объекте выявлять как сам факт измерения, так и определять направление на работающее лазерное устройство дальнометрирования или целеуказания.Thus, based on the active principle of operation of laser rangefinders, in order to increase the combat survivability of weapons and military equipment, both special coatings and camouflage nets are being actively developed, which partially absorb and scatter laser radiation, as well as optoelectronic suppression systems, which allow, using optical sensors, installed on the object to reveal both the fact of measurement itself and to determine the direction to the operating laser ranging or target designation device.
На сегодняшний день такими системами оснащены образцы бронетанкового вооружения как отечественных вооруженных сил, так и армий ведущих стран мира.To date, such systems are equipped with samples of armored weapons of both the domestic armed forces and the armies of the leading countries of the world.
С применением систем предупреждения о лазерном облучении значительно теряется эффект неожиданности при проведении первого огневого контакта с противником, который имеет возможность организовывать противодействие системе наведения. При этом сама дислокация образца БТВ будет в значительной степени обнаружена еще до открытия огня, что отрицательно может сказаться на его живучести, вследствие организации встречного огневого воздействия. Вместе с этим даже с учетом дублирования ЛД у наводчика и командира бронеобъекта данное средство - единственное. Это, в свою очередь, означает, что при выходе из строя или в случаях неблагоприятных для лазерного излучения внешних условий, таких как дождь, туман, пылевая буря, аэрозольная завеса, в том числе и его перегреве СУО не сможет обеспечить высокую вероятность поражения цели из-за снижения точности или невозможности измерения дальности. Кроме этого исключительное применение ЛД в связи с невозможностью определения дальностей, координат и параметров движения одновременно нескольких целей накладывает ограничение на возможность реализации в составе СУО интеллектуальной системы визуального анализа изображений, предназначенной для предварительной подготовки правильного решения для командира в сложившейся боевой обстановке.With the use of warning systems for laser irradiation, the effect of surprise is significantly lost during the first fire contact with the enemy, who has the ability to organize countermeasures to the guidance system. At the same time, the dislocation of the ATV sample itself will be largely detected even before the opening of fire, which may adversely affect its survivability due to the organization of a counter fire effect. At the same time, even taking into account the duplication of LDs for the gunner and the commander of the armored vehicle, this tool is the only one. This, in turn, means that in the event of a failure or in cases of external conditions unfavorable for laser radiation, such as rain, fog, a dust storm, an aerosol screen, including its overheating, the FCS will not be able to provide a high probability of hitting a target from - for reducing the accuracy or impossibility of measuring the range. In addition, the exclusive use of LD due to the impossibility of determining the ranges, coordinates and movement parameters of several targets simultaneously imposes a limitation on the possibility of implementing an intelligent visual image analysis system as part of the LMS, designed to prepare the correct solution for the commander in the current combat situation.
В связи с этим, на практике особенно при боестолкновении с технологически развитым противником будут возникать ситуации, когда успешное применение танкового вооружения, в системах наведения которого используются лазерные устройства измерения дальности, по объектам, оснащенным средствами предупреждения о лазерном облучении, а также в условиях низкой прозрачности атмосферы или малой эффективной поверхности рассеивания цели может оказаться малоэффективным, особенно, когда приоритетно обеспечение скрытности своих намерений и действий.In this regard, in practice, especially in a combat with a technologically advanced enemy, situations will arise when the successful use of tank weapons, in the guidance systems of which laser range measuring devices are used, against objects equipped with laser irradiation warning devices, as well as in conditions of low transparency atmosphere or a small effective dispersion surface of the target may be ineffective, especially when it is a priority to ensure the secrecy of one's intentions and actions.
Исходя из этого задача, на решение которой направлено заявленное изобретение, заключается в реализации дополнительно к штатным лазерным средствам для СУО современных образцов БТВ возможности в реальном масштабе времени определения дальностей, координат и параметров движения всех обнаруженных целей и важных объектов без воздействия на них активным излучением.Based on this, the task to be solved by the claimed invention is to implement, in addition to the standard laser tools for the FCS of modern ATV models, the possibility of real-time determination of the ranges, coordinates and motion parameters of all detected targets and important objects without exposing them to active radiation.
Решение данной задачи достигается за счет:The solution to this problem is achieved through:
- размещения на образце БТВ системы внешнего видеонаблюдения, обеспечивающей совместно со штатными прицелами многократное перекрытие своими полями зрения обозреваемого пространства вокруг бронеобъекта;- placement of an external video surveillance system on the ATV sample, which, together with standard sights, provides multiple overlapping of the monitored space around the armored object with its fields of view;
- расширения функциональных возможностей блока цифровой обработки СУО путем введения в него дополнительных программно исполняемых модулей, обеспечивающих комплексную автоматическую обработку видеоизображений с оптико-электронных каналов прицелов, приборов и камер внешнего видеонаблюдения бронеобъекта.- expanding the functionality of the digital processing unit of the control system by introducing additional software-executable modules into it that provide comprehensive automatic processing of video images from optical-electronic channels of sights, devices and cameras for external video surveillance of an armored object.
Основными техническими результатами, обеспечиваемыми приведенной совокупностью признаков, является:The main technical results provided by the above set of features are:
- повышение показателей скрытности работы СУО, и как следствие повышение живучести образца БТВ на поле боя, за счет снижения эффективности, принимаемых противоборствующей стороной мер, средств и автоматических систем противодействия системам наведения с лазерными дальномерами и целеуказателями;- increasing the indicators of the secrecy of the operation of the SLA, and as a result, increasing the survivability of the ATV model on the battlefield, due to a decrease in the effectiveness of the measures taken by the opposing side, means and automatic systems to counter guidance systems with laser rangefinders and target designators;
- повышение надежности работы СУО за счет обеспечения возможности определения дальностей, координат и параметров целей и важных объектов в ситуациях, когда применение ЛД невозможно (перегрев, выход из строя) или малоэффективно (аэрозольная или дымовая завеса, малая эффективная поверхность рассеивания объекта и т.п.);- increasing the reliability of the OMS by providing the ability to determine the ranges, coordinates and parameters of targets and important objects in situations where the use of LD is impossible (overheating, failure) or ineffective (aerosol or smoke screen, small effective dispersion surface of the object, etc. .);
- повышение скорости проведения измерений до множества целей или важных объектов за счет отсутствия необходимости последовательного наведения на каждый из обнаруженных объектов центральной прицельной марки прицела;- increasing the speed of measurements to a variety of targets or important objects due to the absence of the need for sequential guidance on each of the detected objects of the central aiming mark of the sight;
- увеличение количества анализируемых информационных признаков при вычислении установок для стрельбы (что способствует возможности повышения точности стрельбы) и при реализации в составе СУО интеллектуальной системы визуального анализа изображений, предназначенной для предварительной подготовки решения для командира в сложившейся боевой обстановке.- an increase in the number of analyzed information features when calculating settings for firing (which contributes to the possibility of improving the accuracy of firing) and when implementing an intelligent system for visual image analysis as part of the LMS, designed for preliminary preparation of a solution for the commander in the current combat situation.
Изобретение поясняется чертежами, которые не охватывают и тем более не ограничивают весь объем притязаний данного изобретения, а являются лишь иллюстрирующими материалами частного случая выполнения:The invention is illustrated by drawings, which do not cover and, moreover, do not limit the entire scope of the claims of this invention, but are only illustrative materials of a particular case of execution:
на фиг. 1 показан состав описываемой СУО с учетом достижения заявленного технического результата;in fig. 1 shows the composition of the described SLA, taking into account the achievement of the claimed technical result;
на фиг. 2 иллюстрируется взаимное положение системы координат образца БТВ и системы координат его башни;in fig. 2 illustrates the mutual position of the coordinate system of the BTV sample and the coordinate system of its tower;
на фиг. 3 показан вариант размещения камер системы внешнего видеонаблюдения на башне образца БТВ;in fig. 3 shows a variant of placement of cameras of the external video surveillance system on the tower of the BTV sample;
на фиг. 4 иллюстрируется понятие ближнего и дальнего измерительного пространства, получаемого при пересечении полей зрения камер прицелов и СВВН;in fig. 4 illustrates the concept of the near and far measuring space obtained by crossing the fields of view of the cameras of sights and UHVN;
на фиг. 5 показан состав блока цифровой обработки, обеспечивающего цифровую обработку изображений и определение параметров целей;in fig. 5 shows the composition of the digital processing unit, which provides digital image processing and determination of target parameters;
на фиг. 6 иллюстрируются понятия внутренних параметров камеры, размещение и ориентация ее системы координат относительно цифрового изображения;in fig. 6 illustrates the concepts of internal parameters of a camera, the placement and orientation of its coordinate system relative to the digital image;
на фиг. 7 показан пример формы управления изображением.in fig. 7 shows an example of an image control form.
Описываемая СУО с учетом получаемых технических результатов должна содержать по крайней мере (Фиг. 1):The described SLA, taking into account the technical results obtained, must contain at least (Fig. 1):
- прицелы командира 1 и наводчика 2 (ПК и ПН);- sights of
- прицел-дублер наводчика 5 (ПДН) (на чертежах не показан);- sight-understudy gunner 5 (PDN) (not shown in the drawings);
- систему внешнего видеонаблюдения 15 (СВВН);- external video surveillance system 15 (SVVN);
- датчики 2, 4, 6 наведения головных блоков ПК 1, ПН 2 и ПДН 5;-
- пульты управления командира 7 и наводчика 8 (ПУК и ПУН);- control panels for
- шину данных 9;- data bus 9;
- панели управления командира 11 и наводчика 12 (ПнУК и ПнУН);- control panels of the
- видеосмотровые устройства (ВСУ) командира 13 и наводчика 14;- video viewing devices (VSU)
- блок цифровой обработки 10 (БЦО);- digital processing unit 10 (DPC);
- датчик башни 9 (ДБ),- tower sensor 9 (DB),
- а также прочие подсистемы и датчики 16, обеспечивающие выполнение всего перечня функциональных возможностей и эффективную работу современных СУО, но не связанные непосредственно с достигаемыми техническими результатами заявленного изобретения.- as well as other subsystems and
Шина данных 10 является последовательной информационной шиной, выполненной с возможностью подключения дополнительных информационно-исполнительных блоков, а также групп пространственно разнесенных электронных устройств или систем и осуществления информационного высокоскоростного обмена между ними с использованием резервных пачек данных основного протокола либо информационного обмена по своим протоколам, либо через шлюзы.The
К шине данных 10 своими информационными выходами через соответствующие протоколы подсоединены прицелы 1, 3, 5, датчики 2, 4, 6, 9, пульты 7, 8, БЦО 10, СВВН 15 и прочие подсистемы и датчики 16.
ПК 1 может иметь модульную или перископическую конструкцию, выполняется в панорамном исполнении с двухплоскостной независимой стабилизацией поля зрения и содержит по крайней мере цифровые телевизионный и тепловизионный каналы, а также лазерный дальномер. ПК 1 устанавливается в бронированном контейнере с защитным стеклом на башне 17 бронеобъекта (Фиг. 2). Кроме этого ПК 1 должен быть оснащен датчиками 2 вертикального и горизонтального наведения (ВН и ГН), обеспечивающими получение текущих значений углов βПК, αПК отклонения оптической оси прицела от начального (нулевого) положения, соответственно, в вертикальной и горизонтальной плоскостях.
ПУК 3 предназначен для наведения центральной прицельной марки ПК 1 на обнаруженные цели, перемещения поля зрения ПК 1 при проведении поиска целей и осуществления стрельбы командиром бронеобъекта из пулеметной установки ПК 1 или основного вооружения при включении режима дублированного управления вооружением.
ПН 3 может иметь модульную или перископическую конструкцию, выполняется многоканальным с двухплоскостной независимой стабилизацией поля зрения с цифровыми телевизионным и тепловизионным каналами, лазерным дальномером и каналом управления ракетой. ПН 3 устанавливается в бронированном контейнере с защитным стеклом на башне 17 бронеобъекта. ПН 3 должен быть оснащен датчиками 4 вертикального и горизонтального наведения (ВН и ГН), обеспечивающими получение текущих значений углов βПН, αПН отклонения оптической оси прицела от начального (нулевого) положения, соответственно, в вертикальной и горизонтальной плоскостях.
ПУН 8 предназначен для наведения центральной прицельной марки ПН 3 на обнаруженные цели, перемещения поля зрения ПН 3 при проведении поиска целей и осуществления стрельбы из основного вооружения управляемыми и неуправляемыми боеприпасами.
ПДН 5 предназначается для ведения стрельбы из основного вооружения бронеобъекта в случае выхода из строя или повреждения основного ПН 3. ПДН 5 выполняется с зависимой от вооружения или независимой стабилизацией поля зрения и оснащается телевизионной и/или тепловизионной цифровой камерой. В случае, если ПДН 5 выполняется с независимой стабилизацией поля зрения, то он также оснащается датчиками 6 наведения ВН и ГН.
Датчик 9 башни (ДБ) представляет собой устройство, предназначенное для определения текущего значения угла βБ положения системы координат (СК) СК 18 башни 17 бронеобъекта относительно СК 19 его корпуса 20 (Фиг. 2). При этом под СК 17 понимается СК OБXБYБZБ своим началом расположенная в геометрическом центре плоскости погона башни 17, осью ОБХБ направленная вперед в сторону основного вооружения, осью OБYБ - влево, а осью OБZБ -строго вверх башни 17. Под СК 19 понимается СК OБМXБМYБМZMБ своим началом совпадающая с геометрическим центром плоскости погона башни 17, осью OБМХБМ направленная вперед в сторону переднего бронелиста корпуса 20, осью OБYБ - в сторону левого бронелиста корпуса 20, а осью OБZБ - строго вверх башни 17.The sensor 9 of the tower (DB) is a device designed to determine the current value of the angle β B of the position of the coordinate system (SC) of the SC 18 of the
СВВН 15 предназначена для обеспечения кругового обзора для членов экипажа образца БТВ и представляет собой некоторое количество стабилизированных или нестабилизированных цифровых видеокамер (цифровых приборов видеонаблюдения), размещенных внутри бронированных сменных контейнеров с защитными стеклами на башне 17 бронеобъекта (Фиг. 3) так, чтобы с одной стороны обеспечивалось полное перекрытие сектора наблюдения в 360° и с другой стороны поля зрения камер в пространстве пересекались, образуя единое измерительное пространство вокруг образца вооружения. При этом различают близкое 21 и дальнее 22 измерительные пространства (Фиг. 4). Пространство 21 образуется при пересечении полей зрений камер СВВН 15. Пространство 22 образуется при пересечении полей зрения камер ПК 1 и ПН 3 и характеризуется более высокой точностью определения параметров объектов ввиду большего увеличения объективов камер данных прицелов.
Кроме описанных элементов к шине данных 9 подключаются прочие подсистемы и датчики 16, обеспечивающие эффективную работу СУО и выполнение ей всего перечня функциональных возможностей, но не связанные напрямую с достигаемыми техническими результатами заявленного изобретения, такими системами и датчиками, например, могут быть блок управления стабилизатора вооружения, баллистический вычислитель, навигационная система, система пожаротушения, система коллективной защиты, система связи, система управления и стабилизации дистанционной пулеметной установкой, датчики курса, крена, тангажа, температуры, датчики пожара, датчик ветра и т.д. и т.п.In addition to the described elements, other subsystems and
Также к шине данных 10 через соответствующий интерфейс подключается БЦО 10. К БЦО 10 в свою очередь подключаются панели управления командира 11 и наводчика 12, а также ВСУ командира 13 и наводчика 14, в совокупности образующие пользовательский интерфейс, обеспечивающий в свою очередь выбор командиром и наводчиком изображений и/или ввод команд обработки. Команды обработки содержат, например, команды на прием видеоданных от прицелов 1, 3, 5 или камер системы видеонаблюдения 15, команды на указание объектов интереса, команды на запуск определения параметров обнаруженных объектов и пр. Каждое из ВСУ 13 и 14 содержит дисплей, такой как жидкокристаллический монитор и предназначено для просмотра видеоданных. Панели управления 11 и 12, такие как клавиатура или указательное устройство (например, мышь, шаровой указатель, стилус, сенсорная панель или другое устройство) предназначены для обеспечения взаимодействия командира и наводчика бронеобъекта с видеоданными.Also, the
БЦО 10 содержит измерительное приложение 25, память 24 для хранения данных, размещенные на машиночитаемом носителе 23. БЦО 24 является удаленным компьютером, таким как рабочая станция, персональный компьютер или ноутбук.The
Машиночитаемый носитель 23 может включать энергозависимые носители, энергонезависимые носители, съемные носители и несъемные носители, а также может быть любой доступной средой, к которой может иметь доступ универсальное вычислительное устройство. Неограничивающие примеры машиночитаемого носителя могут включать компьютерные накопители и среды передачи данных. Компьютерные накопители дополнительно могут включать энергозависимые, энергонезависимые, съемные и несъемные носители, осуществленные любым способом или с помощью любой технологии хранения информации, например, машиночитаемые инструкции, структуры данных, программные модули или другие данные.Computer
Память 24 выполняется с возможностью хранения обрабатываемых изображений и данных измерительного приложения.The
Цифровые изображения, получаемые с камер прицелов 1, 3, 5 и СВВН 15, состоят из пикселей. Каждый пиксель характеризуется значением, которое состоит из полутонового значения или цветового значения. В полутоновых изображениях значение пикселя представляет собой одну величину, которая характеризует яркость пикселя. Наиболее общим форматом описания пикселя является байт изображения, в котором значение пикселя представлено восьмиразрядным целым числом, лежащим в диапазоне возможных значений от 0 до 255. Как правило, значение пикселя, равное нулю, используют для обозначения черного пикселя, а значение 255 используют для обозначения белого пикселя. Промежуточные значения описывают различные оттенки полутонов. В цветных изображениях для описания каждого пикселя (расположенного в цветовом пространстве размерности RGB - красный, зеленый, синий) должны быть отдельно определены красная, зеленая и синяя компоненты. Иными словами, значение пикселя фактически представляет собой вектор, описанный тремя числами. Три различные компоненты могут быть сохранены как три отдельных полутоновых изображения, известные как цветовые плоскости (по одной для красного, зеленого и синего цветов), которые можно воссоединять при отображении или при обработке.Digital images received from
Измерительное приложение 25 содержит программно исполняемые модули или команды, выполненные с возможностью исполнения по меньшей мере одним процессором и обеспечивающие обработку видеоданных, получение точных измерительных данных об указанных командиром и наводчиком, автоматически обнаруженных или принятых по каналам системы целеуказания целям и важным объектам, а также другие команды и модули для обеспечения эффективной работы и функциональных возможностей СУО. Например, Измерительное приложение может содержать модули автоматического поиска, обнаружения и распознавания целей, модули цифровой стабилизации поля зрения, модули повышения информативности изображений, модули обучения и самотестирования и т.п. Для обеспечения же достижения технического результата заявленного изобретения измерительное приложение должно содержать по крайней мере следующие программно исполняемые модули (фиг. 5).Measuring
Модуль обмена данными (МОД) 26 выполнен с возможностью приема и передачи данных через соответствующие интерфейс и протоколы с шиной данных 10. В частности, МОД 26 при подключении к шине данных обнаруживает проводное соединение и принимает цифровые изображения с камер ПК 1, ПН 3, ПДН 5 и СВВН 15, данные с датчиков 2, 4, 6 и 9 передает их для хранения в память 24.The data exchange module (MOD) 26 is configured to receive and transmit data through the appropriate interface and protocols with the
Модуль калибровки (МКл) 27 выполнен с возможностью определения данных калибровки камер ПК 1, ПН 3, ПДН 5 и СВВН 15.The calibration module (MKl) 27 is configured to determine the calibration data of the
Калибровка представляет собой процесс соотнесения идеальной модели камеры с фактическим физическим устройством и определение положения и ориентации j-ой камеры относительно СК 18 башни 17 образца вооружения. Процесс калибровки проводится с целью определения (если они неизвестны) или уточнения (если известны, но допускается погрешность) внешних и внутренних параметров камер. Калибровку выполняют во время завершающих этапов процесса изготовления СУО, например, после ее сборки, технического обслуживания при проведении ее настройки и проверки работоспособности. Дополнительно калибровку могут выполнять непосредственно перед боевым применением СУО в условиях окружающей среды, которые могут повлиять на форму башни 17 (например, из-за сокращения или расширения материалов) и, соответственно, расположение j-ых камер относительно СК 18, где j ∈ 1 … J, J - количество видеокамер СВВН 15 включая камеры ПК 1, ПН 3 и ПДН 5.Calibration is the process of correlating the ideal camera model with the actual physical device and determining the position and orientation of the j-th camera relative to the SC 18 of the
При этом под внутренними параметрами для всех j-ых камер прицелов и СВВН понимается информация о значениях (Фиг. 6):At the same time, internal parameters for all j-th cameras of sights and EHVN are understood as information about the values (Fig. 6):
- фокусного расстояния fj объективов;- focal length f j lenses;
- вертикальных и горизонтальных размерах пикселей фотоприемных устройств (ФПУ);- vertical and horizontal pixel sizes of photodetectors (FPU);
- вертикальных Мj и горизонтальных Nj разрешениях ФПУ;- vertical M j and horizontal N j FPU resolutions;
- вертикальных и горизонтальных линейных расстояниях между геометрическим центрами ФПУ и центрами изображений, формируемых объективами;- vertical and horizontal linear distances between the geometric centers of the FPU and the centers of the images formed by the lenses;
- величин углов перекоса θj изображений, возникающих, как правило, из-за погрешностей изготовления ФПУ или при неточной синхронизации процесса пиксельной выборки;- values of skew angles θ j of images, which occur, as a rule, due to FPA manufacturing errors or inaccurate synchronization of the pixel sampling process;
- коэффициентов радиальной , где n - количество- coefficients of radial , where n is the number
учитываемых коэффициентов, и тангенциальной дисторсии;coefficients taken into account, and tangential distortion;
- , - углов наклона защитного стекла относительно СК 36 j-ой камеры, соответственно, в горизонтальной и вертикальной плоскостях;- , - tilt angles of the protective glass relative to the
- nj - показателей преломления защитного стекла j-ой камеры;- n j - refractive indices of the protective glass of the j-th chamber;
- hj - толщинах защитного стекла j-ой камеры.- h j - thicknesses of the protective glass of the j-th chamber.
Под внешними параметрами понимается информация об положении в пространстве и ориентации СК 36 (Фиг. 6) всех j-ых камер прицелов и СВВН относительно СК 18 башни 17 бронеобъекта (Фиг. 2), а именно:External parameters are understood as information about the position in space and orientation of the SK 36 (Fig. 6) of all j-th cameras of sights and EHVN relative to the SK 18 of the
- - горизонтальный, вертикальный и поперечные углы текущей ориентации СК 36 j-ой камеры (Фиг. 6) относительно осей OБYБ, OБXБ и OМZБ СК 18 башни (Фиг. 2);- - horizontal, vertical and transverse angles of the current orientation of the
- - текущие координаты начала СК 36 j-ой камеры (Фиг. 6) относительно начала СК 18 башни (Фиг. 2).- - current coordinates of the beginning of the
Модуль интерфейса (МИ) 28 выполнен с возможностью создания формы управления изображением для отображения через ВСУ командира 13 и наводчика 14 и содержит модули, позволяющие им через ПнУК 11 и ПнУН 12 взаимодействовать с измерительным приложением 23.The interface module (MI) 28 is configured to create an image control form for displaying
Форма 37 управления изображением содержит различные виды, которые обеспечивают возможность отображения видеоданных, взаимодействие пользователя с видеоданными и указания целей или важных объектов, которых необходимо взять на автосопровождение, определить их координаты и параметры движения. На фиг. 7 показан вариант экрана формы 37 управления изображением, отображенным на дисплеях ВСУ командира 13 и наводчика 14. Пользователь взаимодействует с формой 37 управления изображением с использованием устройства ввода данных, в данном случае, ПнУК 11 и ПнУН 12 для выбора и изменения значения соответствующего элемента управления. Кроме этого, если дисплеи ВСУ командира 13 и наводчика 14 выполнены в сенсорном исполнении, то пользователь может взаимодействовать с формой 37 управления непосредственно путем нажатия на соответствующие ее элементы.The
Модуль автосопровождения (MAC) 29 выполнен с возможностью автоматического сопровождения указанных командиром или наводчиком, а также поступивших по каналам целеуказания или обнаруженных в результате работы системы автоматического обнаружения целей и важных объектов и передачи информации сопровождения о них (пиксельные координаты g-го объекта в виде соответствующих им номеров строк и столбцов на i-ом кадре) в память 24.The auto-tracking module (MAC) 29 is configured to automatically track those indicated by the commander or gunner, as well as those received through target designation channels or detected as a result of the automatic detection of targets and important objects and transmitting tracking information about them (pixel coordinates of the g-th object in the form of corresponding im row numbers and columns i-th frame) into
Модуль разрешения (MP) 30 выполнен с возможностью считывания текущих i-ых кадров изображений j-ых камер, для которых MAC 29 сохранил координаты и и повышения их разрешения в k-раз с применением любого из существующих способов, например, интерполяцией, повышением их резкости и компенсации эффекта «смазывания», возникающего при движении или колебании камер.The resolution module (MP) 30 is configured to read the current i-th image frames of the j-th cameras for which the
Модуль внутренних параметров (МВнуП) 31 выполнен с возможностью считывания из памяти 24 данных о внутренних параметрах j-ой, а также всех j+1, j+2 и т.д. камер ПК 1, ПН 3, ПДН 5 и СВВН 15, и записей на основе принятых данных в память 24 матриц Kj внутренних параметров, согласно выражениюThe module of internal parameters (MVnP) 31 is configured to read from the
Модуль внешних параметров (МВнеП) 32 выполнен с возможностью считывания из памяти 24 данных о внешних параметрах j-ой и всех j+1, j+2 и т.д. камер ПК 1, ПН 3, ПДН 5 и СВВН 15, а также данных с текущим значением угла βБ положения башни 17 образца вооружения относительно его корпуса 20 и записей на основе принятых данных в память 24 матриц положения, согласно выражениюThe module of external parameters (MVneP) 32 is configured to read from the
где. where.
Модуль взаимной ориентации (МВО) 33 выполнен с возможностью формирования пар камер между j-ой камерой, на изображении которой в данный момент отслеживается положение объекта с помощью MAC 29, и прочими j+1, j+2 и т.д. камерами ПК 1, ПН 3, ПДН 5 и СВВН 15, на которых MAC 29 вычислил и сохранил в память 24 пиксельные координаты и g-ых объектов, а также вычисления и сохранения в памяти 24 матриц взаимной ориентации и для всех сформированных пар камер. Для этого в МВО для каждой пары, например j-ой и j+1-ой камеры записывается соответствующие вектор согласно выражению:The relative orientation module (MVO) 33 is configured to form pairs of cameras between the j-th camera, the image of which is currently tracking the position of the
Далее рассчитается матрица поворота вектора в вертикальной плоскости:Next, the rotation matrix is calculated vector in the vertical plane:
Пересчитывается положение СК 36 j-ой и j+1-ой камер с учетом их поворота на угол путем вычисления матрицThe position of the
Вычисляются векторыVectors are calculated
Вычисляется матрица поворота вектора в вертикальной плоскости:The rotation matrix of the vector is calculated in the vertical plane:
Пересчитывается положение СК 36 j-ой и j+1-ой камер с учетом их дополнительного пространственных поворотов сначала на угол , а после - на угол , для чего вычисляются матрицы и The position of the
Вычисляются углы взаимной ориентации j-ой и j+1-ой камер относительно их параллельного положения:The angles of mutual orientation of the j-th and j+1-th cameras relative to their parallel position are calculated:
На основе полученных значений пар углов и просчитываемой пары камер записываются матрицы взаимной ориентацииBased on the obtained values of pairs of angles and of the calculated pair of cameras, matrices of mutual orientation are recorded
где where
Модуль координат (МК) 34 выполнен с возможностью приема для каждого из обнаруженных g-ых объектов и обрабатываемой пары j-ой и j+1-ой камер соответствующих им текущих значений пиксельных координат, т.е. , и ,, данных внутренних параметров камер, т.е. матриц Kj и Kj+1, данных внешних параметров камер, т.е. матриц и , данных о дисторсии объективов камер, т.е. коэффициентов , и , данных о параметрах защитных стекол камер, т.е. величин , данных о взаимной ориентации каждой из пар камер, т.е. матриц и , вычисления по данным i-ых изображений для каждой измерительной пары j-ой и j+1-ой камер пространственных координат обнаруженных g-ых объектов, согласно выражению:The coordinate module (MC) 34 is configured to receive for each of the detected g-th objects and the processed pair of the j-th and j+1-th cameras of the current values of the pixel coordinates corresponding to them, i.e. , and , , data of internal parameters of cameras, i.e. matrices K j and K j +1, data of external parameters of cameras, i.e. matrices and , data on camera lens distortion, i.e. coefficients , and , data on the parameters of the protective glasses of the chambers, i.e. quantities , data on the relative orientation of each of the pairs of cameras, i.e. matrices and , calculations according to the data of the i-th images for each measuring pair of the j-th and j+1-th cameras of the spatial coordinates of the detected g-th objects, according to the expression:
где - вектор трехмерных координат g-го объекта на i-ых кадрах в СК измерительной пары j-ой и j+1-ой камер;where - vector of three-dimensional coordinates of the g-th object on the i-th frames in the SC of the measuring pair of the j-th and j+1-th cameras;
- вектор скорректированных координат изображения g-го объекта на i-ом кадре цифрового изображения j-ой камеры; - vector of corrected image coordinates of the g-th object on the i-th frame of the digital image of the j-th camera;
- вектор трехмерных координат изображения g-го объекта на i-ом кадре в СК j-ой камеры; - vector of three-dimensional coordinates of the image of the g-th object on the i-th frame in the CS of the j-th camera;
- расширенный вектор пиксельных координат изображения g-го объекта на i-ом кадре цифрового изображения j-ой камеры; - extended vector of pixel coordinates of the image of the g-th object on the i-th frame of the digital image of the j-th camera;
- матрица коррекции дисторсии для текущего i-ого кадра j-ой камеры; - distortion correction matrix for the current i-th frame of the j-th camera;
- коэффициент коррекции радиальной дисторсии объектива j-ой камеры; - coefficient of correction of the radial distortion of the lens of the j-th camera;
- коэффициент коррекции тангенциальной дисторсии j-ой камеры в горизонтальной плоскости; - coefficient of correction of tangential distortion of the j-th camera in the horizontal plane;
- коэффициент коррекции тангенциальной дисторсии j-ой камеры в вертикальной плоскости; - coefficient of correction of tangential distortion of the j-th camera in the vertical plane;
- расстояние от центра изображения j-ой камер i-ом кадре до изображения g-го объекта на нем; - distance from the center of the image of the j-th camera in the i-th frame to the image of the g-th object on it;
- значения первого и второго столбца вектора ; - values of the first and second columns of the vector ;
- проекционная матрица для пары j-ой и j+1-ой камер; - projection matrix for a pair of j-th and j+1-th cameras;
- проекционный коэффициент для пары j-ой и j+1-ой камер; - projection coefficient for a pair of j-th and j+1-th cameras;
- вектор скорректированных координат изображения g-го объекта на i-ом кадре цифрового изображения j+7-ой камеры; - vector of corrected image coordinates of the g-th object on the i-th frame of the digital image of the j+7th camera;
- вектор трехмерных координат изображения g-го объекта на i-ом кадре в СК j+1-ой камеры; - vector of three-dimensional coordinates of the image of the g-th object on the i-th frame in the CS j+1-th camera;
- расширенный вектор пиксельных координат изображения g-го объекта на i-ом кадре цифрового изображения j+7-ой камеры; - extended vector of pixel coordinates of the image of the g-th object on the i-th frame of the digital image of the j+7th camera;
- матрица коррекции преломления защитного стекла j-ой камеры; - refractive correction matrix of the protective glass of the j-th chamber;
- горизонтальная поправка на защитное стекло j-ой камеры;- horizontal correction for the protective glass of the j-th chamber;
- вертикальная поправка на защитное стекло j-ой камеры.- vertical correction for the protective glass of the j-th chamber.
После вычисления координат g-го объекта для всех сформированных пар j-ой и j+1-ой, j-ой и j+2-ой, j-ой и j+3-ей и т.д., т.е. пар камер на изображении которых MAC определил положение g-го объекта, на основе параметров камер и взаимной их геометрии размещения в МК 34 осуществляется вычисление весовых коэффициентов измерений, т.е. и т.д., проводится уточнение и сохранение в памяти 24 вычисленных по i-ым кадрам текущих координат g-го объектаAfter calculating the coordinates of the gth object for all generated pairs jth and j+1st, jth and j+2nd, jth and j+3rd, etc., i.e. pairs of cameras on the image of which MAC determined the position of the g-th object, based on the parameters of the cameras and their mutual geometry of placement in
Модуль параметров движения (МПД) 35 выполнен с возможностью приема из памяти 24 координат g-го объекта с i-го кадра, а также координат с i+1-го и последующих кадров, вычисления и сохранения в память 24 по крайней мере следующих параметров каждого обнаруженного g-го объекта относительно СК образца БТВ, а именно:Movement parameters module (MTD) 35 is configured to receive 24 coordinates from memory g-th object from the i-th frame, as well as coordinates i+1-th and subsequent frames, calculating and storing in
- текущей дальности:- current range:
- скорости изменения дальности между i-ым и i+1-ым кадрами:- range change rate between the i-th and i+1-th frames:
где Fpsi - скорость смены кадров (количество обрабатываемых кадров в секунду);where Fps i - frame rate (number of processed frames per second);
- углов вертикального и горизонтального наведения на g-ый объект:- vertical angles and horizontal pointing at the g-th object:
- угловых скоростей горизонтального и вертикального движения g-го объекта относительно бронеобъекта:- angular velocities of the horizontal and vertical movement of the g-th object relative to the armored object:
- вектора движения g-го объекта:- motion vector of the g-th object:
- скорости движения g-го объекта относительно образца вооружения:- speed of movement of the g-th object relative to the weapon model:
СУО работает следующим образом.The OMS works in the following way.
Командир или наводчик образца БТВ самостоятельно по средствам наблюдения через свои ВСУ 13 и 14 или совместно с системой автоматического визуального обнаружения осуществляют поиск, обнаружение и распознавание целей и важных объектов. При этом, воздействуя на свои ПУК 7 или ПУН 8 они осуществляют управления действующей ориентацией полей зрения своих прицелов ПК 1, ПН 3 или ПДН 5.The commander or gunner of the ATV sample, independently using surveillance equipment through their
Шина данных 9 осуществляет высокоскоростной обмен информацией между БЦО 10, СВВН 15, ПК 1, ПН 3, ПДН 5, датчиками 2, 4, ПУК 7, ПУН 8, ДБ 9 и прочими подсистемами и датчиками 16.The data bus 9 carries out high-speed exchange of information between the
По команде командира или наводчика, или по команде с системы автоматического визуального обнаружения подается команда на запуск измерительного приложения 25. При этом МОД 26 осуществляет информационный обмен данными с шиной данных 9, постоянно записывает в память 24 текущие кадры цифровых изображений с камер ПК 1, ПН 3, ПДН 5 и СВВН 15, а также значений углов с датчиков 2, 4, 6 и 9.At the command of the commander or gunner, or at the command from the automatic visual detection system, a command is given to start the
MAC 29 осуществляет захват и автоматическое сопровождение цели на изображении камеры, на котором она была обнаружены. Для этого MAC 29 считывает из памяти 24 изображения и при поступлении команды захвата на сопровождение осуществляет подготовку для сопровождения и с приходом очередного кадра изображений проводит поиск сопровождаемого объекта на изображениях камер ПК 1, ПН 3, ПДН 5 и СВВН 15. Для каждого i-го кадра изображений j-ых камер осуществляется определение наиболее вероятного положения сопровождаемого объекта. Информация о положении сопровождаемого объекта для каждого изображения j-ой камеры передается оператору и сохраняется в памяти 24. При этом в памяти 24 для каждой j-ой камеры сохраняются пиксельные координаты g-го объекта в виде соответствующих им номеров строк и столбцов на i-ом кадре.
МИ 28 осуществляет графическое отображение местоположения обнаруженных целей и вывод дополнительной графической информации через форму управления 37 на экранах ВСУ 13 и 14.
MP 30 считывает из памяти 24 цифровые изображения, на которых MAC 29 обнаружил и сопровождает g-ую цель, увеличивает их разрешение в k раз и осуществляет их цифровую обработку, направленную на повышение резкости и компенсацию эффекта «смазывания» изображений при движении или вибрации камеры, а затем сохраняет обработанные изображения в память 24.
МВнуП 31 считывает из памяти 24 данные о внутренних параметрах камер ПК 1, ПН 3, ПДН 5 и СВВН 15, вычисляет и записывает в память 24 соответствующие матрицы Kj внутренних параметров.
МВнеП 32 считывает из памяти 24 данные о внешних параметрах камер ПК 1, ПН 3, ПД Н 5 и СВВН 15, вычисляет и записывает в память 24 соответствующие матрицы их текущего положения в СК образца БТВ.
МВО 33 считывает из памяти 24 значения пиксельных координат для каждой из отслеживаемых g-ой цели, формирует измерительные пары камер, на изображениях которых обнаружена g-ая цель, вычисляет и сохраняет в память 24 матрицы текущей взаимной ориентации для каждой из сформированных пар камер.
МПД 35 считывание из памяти 24 координат g-ой цели с i-го кадра, а также ее координат с i+1-го и последующих кадров, вычисляет и сохраняет в памяти 24 параметры (дальность , скорость изменения дальности , углы вертикального и горизонтального наведения, угловые скорости горизонтального и вертикального движения, вектор и скорость движения) каждой g-ой цели относительно образца БТВ.
При этом в случае необходимости получение более точной информации g-ой цели по команде командира или наводчика бронеобъекта осуществляется наведение на нее полей зрения ПК 1 и ПН 3 с одновременной установкой их объективов на максимальное увеличение, т.е. организуется проведение измерений координат и параметров движения цели в дальнем измерительном пространстве 22.At the same time, if it is necessary to obtain more accurate information on the g-th target, at the command of the commander or gunner of the armored object, the fields of view of
По необходимости экипажем бронеобъекта перед боевым применением подается команда на запуск МКл 27 и проводится внешняя и внутренняя калибровка камер ПК 1, ПН 3, ПДН 5 и СВВН 15, заключающаяся в определении или уточнении внешних и внутренних параметров камер путем распознавания и математической обработки изображений геометрических примитивов калибровочного шаблона. При чем проводится сначала внутренняя калибровка отдельно каждой камеры ПК 1, ПН 3, ПДН 5 и СВВН 15, а затем - попарная их внешняя калибровка. При этом калибровочный шаблон, располагаясь перед бронеобъектом на некотором удалении, остается неподвижен, а башня 17 плавно вращается на корпусе 20 до окончания проведения данной процедуры.If necessary, the crew of the armored vehicle before combat use is given a command to launch the
Claims (63)
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2020140490A RU2020140490A (en) | 2022-06-08 |
RU2775579C2 true RU2775579C2 (en) | 2022-07-04 |
Family
ID=
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2011070478A1 (en) * | 2009-12-08 | 2011-06-16 | Bae Systems - Land Systems South Africa (Pty) Ltd | A system and method for controlling the orientation of a turret |
KR101621396B1 (en) * | 2012-12-31 | 2016-05-16 | 한화테크윈 주식회사 | Armament system and method for operating the same |
RU2641538C2 (en) * | 2016-05-23 | 2018-01-18 | Федеральное государственное бюджетное учреждение "3 Центральный научно-исследовательский институт" Министерства обороны Российской Федерации | Method for target reconnaissance from samples of subdivision ammunition |
US20180356187A1 (en) * | 2015-12-30 | 2018-12-13 | Cmi Defence S.A. | Turret simulation method and device |
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2011070478A1 (en) * | 2009-12-08 | 2011-06-16 | Bae Systems - Land Systems South Africa (Pty) Ltd | A system and method for controlling the orientation of a turret |
KR101621396B1 (en) * | 2012-12-31 | 2016-05-16 | 한화테크윈 주식회사 | Armament system and method for operating the same |
US20180356187A1 (en) * | 2015-12-30 | 2018-12-13 | Cmi Defence S.A. | Turret simulation method and device |
RU2641538C2 (en) * | 2016-05-23 | 2018-01-18 | Федеральное государственное бюджетное учреждение "3 Центральный научно-исследовательский институт" Министерства обороны Российской Федерации | Method for target reconnaissance from samples of subdivision ammunition |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Кирнос В.И., Зубарь А.В., Кунаев И.В. Разработка способа и системы внешнего целеуказания с индикацией целей для образцов бронетанкового вооружения. Омский научный вестник. 2019. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US9488442B2 (en) | Anti-sniper targeting and detection system | |
CA2457669C (en) | Autonomous weapon system | |
US5379676A (en) | Fire control system | |
US6769347B1 (en) | Dual elevation weapon station and method of use | |
US8678282B1 (en) | Aim assist head-mounted display apparatus | |
US7870816B1 (en) | Continuous alignment system for fire control | |
US20230194207A1 (en) | Direct enhanced view optic | |
AU2002210260A1 (en) | Autonomous weapon system | |
RU2697047C2 (en) | Method of external target designation with indication of targets for armament of armored force vehicles samples | |
RU136148U1 (en) | FIRE MANAGEMENT SYSTEM | |
CN213300971U (en) | Aiming device | |
CA3020892A1 (en) | Dispositif et methode de simbleautage | |
RU2695141C2 (en) | Method of automatic adjustment of zero lines of sighting of optoelectronic channels of sighting of armored vehicles | |
RU98237U1 (en) | INTELLIGENT BATTLE FIRM CONTROL SYSTEM | |
RU2697939C1 (en) | Method of target design automation at aiming at helicopter complex | |
RU2775579C2 (en) | Fire control system for armoured vehicles | |
CN111692916A (en) | Aiming device and aiming method | |
RU2712367C2 (en) | Method for internal target designation with indication of targets for armored weapon samples | |
RU162717U1 (en) | SHIPBAR SMALL-SIZED HIGH-PRECISION ANTI-ARTILLERY COMPLEX | |
RU2757061C1 (en) | Information overview and panoramic surveillance system | |
RU2726301C1 (en) | Modern onboard weapons helicopter system | |
RU2292005C1 (en) | Installation for fire at high-speed low-altitude targets | |
RU2785804C1 (en) | Fire control system of a combat vehicle | |
RU2226319C2 (en) | Computer-based television system for fire control | |
CN214751466U (en) | Ship long-range gun control device |