RU2790221C1 - Комбинированный прибор наблюдения-прицел - Google Patents

Abstract

Изобретение относится к области оптико-электронной техники и касается комбинированного прибора наблюдения-прицела. Комбинированный прибор наблюдения-прицел содержит головную часть с защитными стеклами и с головным зеркалом и основную часть прибора, содержащую оптический визуальный канал, тепловизионный и телевизионный каналы, лазерный дальномер с излучающим и приемным каналом, канал регистрации выхода снарядов из ствола, канал управления дистанционным подрывом снарядов, трехплоскостной инерциальный модуль, блок коммутации и блок электронной стабилизации изображения. Компоненты оборачивающей системы оптического визуального канала установлены неподвижно в однократном режиме увеличения. Технический результат заключается в упрощении конструкции оптического визуального канала, обеспечении возможности регистрации выхода снарядов из ствола и управления дистанционным подрывом снарядов, обеспечении вывода излучения передающего канала лазерного дальномера вне зоны визуального канала, с сохранением зависимой двухплоскостной электромеханической стабилизации каналов, и обеспечении независимой трехплоскостной цифровой стабилизации изображений тепловизионного и телевизионного каналов. 3 ил., 4 табл.

Description

Предлагаемое изобретение относится к области оптико-электронной техники и может быть использовано в качестве прибора наблюдения-прицела в системе управления огнем бронетанковой техники, днем и ночью, по наземным и воздушным объектам в самых разнообразных условиях эксплуатации.

Известен прибор наблюдения-прицел со встроенным импульсным лазерным дальномером (патент RU 2526230 С1, опубл. 20.08.2014), содержащий головную часть и основную часть прибора, содержащую однократный дневной канал, многократный дневно-ночной канал, а также канал лазерного дальномера, в котором приемная ветвь совмещена с дневным однократным каналом, а передающий канал выполнен отдельно.

Головная часть содержит защитные стекла, призму-куб однократного дневного канала и призму-куб многократного дневно-ночного канала. Призмы-кубы установлены на общей оси качания для осуществления вертикального наведения.

Дневной однократный канал включает в себя объектив, коллектив, разделитель спектра, двухкомпонентную оборачивающую систему, прямоугольную призму, плоскопараллельную пластину и окуляр, первый компонент которого состоит из отрицательной плосковогнутой линзы, обращенная вогнутостью к предмету, на плоской стороне которой нанесены прицельные знаки. Оптический тракт приемного устройства лазерного дальномера включает объектив и коллектив однократного канала, дихроическую пластину, установленную между коллективом и оборачивающей системой однократного канала, пропускающую видимый спектральный диапазон и отражающую длину волны 1,54 мкм, согласующую оптическую систему и фотоприемное устройство дальномера.

Многократный дневно-ночной канал обеспечивает переключение многократного визуального наблюдения на ночное видение механическим перемещением электронно-оптического преобразователя на место расположения согласующего оптического элемента в многократном визуальном канале. Излучение передающего канала лазерного дальномера выводится через призму-куб многократного дневно-ночного канала.

Зависимая двухплоскостная стабилизация изображения обеспечивается за счет механической связи головных призм-кубов с электромеханическим стабилизатором основного вооружения: по вертикали (ВН) - через рычаг механической связи, по горизонтали (ГН) - за счет жесткой установки прибора в башне и стабилизации башни тем же стабилизатором.

Недостатками этого устройства являются сложность исполнения многократных каналов с механическим переключением с дневного режима на ночной с вводом электронно-оптического преобразователя для работы ночью и необходимость в активной подсветке при недостаточной освещенности на местности. Передающий канал лазерного дальномера использует для вывода излучения призму-куб многократного канала, что нежелательно при визуальном режиме работы. Использование электронно-оптического преобразователя в многократном канале затрудняет применение в нем тепловизионного канала. Отсутствуют элементы управления дистанционным подрывом, а также независимая стабилизация изображения многократных каналов.

Известен электромеханический двухплоскостной стабилизатор вооружения 2Э36-1 (Боевая машина пехоты БМП-2. Техническое описание и инструкция по эксплуатации. Часть 1. Москва, Военное издательство МО СССР, Главное бронетанковое управление, 1987 г.), содержащий гиротахометры, вырабатывающие сигналы, пропорциональные угловым отклонениям вооружения по ВН и ГН из-за отклонений башни и корпуса при движении машины, блоки усиления и управления и электродвигатели приводов по ВН и ГН, которые поворачивают блок вооружения в сторону, противоположную отклонению башни и корпуса машины, удерживая его в направлении на цель с точностью до величины ошибки стабилизации.

Срединная ошибка стабилизации пушки и спаренного с ней пулемета при движении машины со скоростью 25-35 км/ч составляет 1 т.д в вертикальной плоскости и 1 т.д. в горизонтальной плоскости. Ошибка стабилизации в 3,6 угловых минуты (1 т.д.) является приемлемой при наблюдении через каналы с увеличениями, близкими к 1 крат.

Недостатками этого устройства являются уменьшение точности стабилизации на углах возвышения вооружения, превышающих +35°, а также снижение комфортности зрительного восприятия изображения при наблюдении через оптические и оптико-электронные каналы с большими увеличениями - более 5÷6 крат.

Известен прибор наблюдения-прицел со встроенным импульсным лазерным дальномером (А.В. Медведев, А.В. Гринкевич, С.Н. Князева. Практика конструктора приборов ночного видения. Часть 6. ОАО «Ростовский оптико-механический завод», 2017 г., 800 с: стр. 596, рис. 5.2.2.1-5.2.2.10), содержащий головную часть и основную часть прибора, содержащую оптический визуальный канал с двумя увеличениями, оптико-электронный канал, а также канал лазерного дальномера.

Головная часть содержит защитные стекла, призму-куб однократного оптического визуального канала и призму-куб оптико-электронного канала. Призмы-кубы установлены на общей оси качания для осуществления вертикального наведения.

Оптический визуальный канал содержит защитные стекла, призму-куб, объектив, разделитель спектра, коллектив, двухкомпонентную оборачивающую систему, также содержит три прямоугольные призмы, плоскопараллельную пластину, корректор поля, подвижную и неподвижную сетки, окуляр и согласующую оптическую систему с фотоприемным устройством дальномера. Переключение кратности осуществляется механической подвижкой двух компонентов оборачивающей системы в два фиксированных положения.

Оптико-электронный канал содержит призму-куб, тепловизионный объектив, охлаждаемое тепловизионное фотоприемное устройство спектрального диапазона 3÷5 мкм, микродисплей и окуляр.

Лазерный дальномер содержит излучающий и приемный каналы, причем приемный канал совмещен с дневным визуальным каналом через разделитель спектра в виде призмы-куба, а передающий канал выполнен отдельно и его излучение выводится через призму-куб оптического визуального канала.

Зависимая двухплоскостная стабилизация изображения обеспечивается за счет механической связи головных призм-кубов с электромеханическим стабилизатором основного вооружения: по ВН - через рычаг механической связи, по ГН - за счет жесткой установки прибора в башне и стабилизации башни тем же стабилизатором.

Независимая электромеханическая стабилизация обеспечивается в вертикальной плоскости при помощи электромеханического блока, размещенного в головной части прибора наблюдения-прицела. Электромеханический блок включает в себя вращающуюся призменную систему входной оптики, узлы обеспечения работы приборного стабилизатора (двигатель, датчик угла, гироскоп), термокомпенсатор и устройство отключения подвижного оптического блока от задающего рычага механической связи со стабилизатором основного вооружения.

Такой вариант прибора наблюдения-прицела со встроенным импульсным лазерным дальномером позволяет объединить два оптических визуальных канала - однократный и многократный каналы в один с возможностью переключения каналов механической подвижкой двух компонентов оборачивающей системы, использовать тепловизионный тракт во втором канале, позволяющем осуществлять ночное наблюдение при недостаточной внешней освещенности без применения активной подсветки, с сохранением возможности размещения фотоприемного устройства дальномера в оптической системе объединенного дневного канала, а также обеспечивать двухплоскостную зависимую стабилизацию изображения и независимую стабилизацию изображения в вертикальной плоскости.

Недостатками этого устройства являются:

- сложность исполнения оптического визуального канала с механическим переключением однократного режима на многократный за счет механической подвижки двух компонентов оборачивающей системы;

- использование в передающем канале лазерного дальномера призмы-куба оптического канала для вывода излучения, что нежелательно при визуальном режиме работы;

- размещение независимой электромеханической стабилизации изображения по вертикали в головной части прибора, что увеличивает ее габаритные размеры и повышает вероятность ее повреждения при эксплуатации;

- отсутствие элементов управления дистанционным подрывом;

- отсутствие независимой стабилизации изображения в горизонтальной плоскости.

Наиболее близким по технической сущности является комбинированный прибор наблюдения-прицел со встроенным импульсным лазерным дальномером (патент RU 2698545, опубл. 03.04.2019), содержащий головную часть и основную часть прибора, содержащую оптический визуальный канал с двумя увеличениями, оптико-электронный тепловизионный канал, а также каналы лазерного дальномера.

Головная часть содержит защитные стекла, призму-куб оптического визуального канала и зеркало тепловизионного канала. Призма-куб и зеркало установлены на общей оси качания для вертикального наведения.

Оптический визуальный канал содержит объектив, разделитель спектра, коллектив, двухкомпонентную оборачивающую систему, три прямоугольные призмы, плоскопараллельную пластину, корректор поля, подвижную и неподвижную сетки, окуляр и согласующую оптическую систему с фотоприемным устройством дальномера. Переключение кратности осуществляется механической подвижкой двух компонентов оборачивающей системы в два фиксированных положения.

Тепловизионный канал содержит тепловизионный объектив, неохлаждаемое тепловизионное фотоприемное устройство спектрального диапазона 8÷14 мкм, микродисплей и окуляр. Оптическая ось тепловизионного канала расположена под наклоном относительно вертикальной оси, параллельно которой расположены оптические оси визуального и дальномерного каналов.

Лазерный дальномер содержит излучающий и приемный каналы, причем приемный канал совмещен с дневным визуальным каналом через разделитель спектра в виде призмы-куба, а передающий канал выполнен отдельно и его излучение выводится через призму-куб оптического визуального канала.

Зависимая двухплоскостная стабилизация изображения обеспечивается за счет механической связи призмы-куба оптического визуального канала и зеркала тепловизионного канала, установленных на общей оси качания, со стабилизатором основного вооружения: по ВН - через рычаг механической связи, по ГН - за счет жесткой установки прибора в башне и стабилизации башни тем же стабилизатором.

Независимую стабилизацию такого варианта комбинированного прибора наблюдения-прицела возможно обеспечить в вертикальной плоскости при помощи электромеханического блока, размещенного в головной части (А.В. Медведев, А.В. Гринкевич, С.Н. Князева. Практика конструктора приборов ночного видения. Часть 6. ОАО «Ростовский оптико-механический завод», 2017 г., 800 с: стр. 608, рис. 5.2.3.1-5.2.3.8). Электромеханический блок включает в себя вращающуюся призменно-зеркальную систему входной оптики, узлы обеспечения работы приборного стабилизатора (двигатель, датчик угла, гироскоп), термокомпенсатор и устройство отключения подвижного оптического блока от задающего рычага механической связи со стабилизатором основного вооружения.

Такой вариант прибора наблюдения-прицела со встроенным лазерным дальномером обеспечивает вертикальные углы наведения всех каналов от минус 10 до +70° за счет наклона оптической оси тепловизионного канала и соответствующего разворота головного зеркала относительно призмы-куба оптического канала, а также электромеханическую двухплоскостную зависимую стабилизацию изображения и независимую стабилизацию изображения в вертикальной плоскости.

Недостатками этого устройства являются:

- сложность исполнения оптического визуального канала с механическим переключением однократного режима на многократный за счет механической подвижки двух компонентов оборачивающей системы;

- использование в передающем канале лазерного дальномера призмы-куба оптического канала для вывода излучения, что нежелательно при визуальном режиме работы;

- размещение независимой электромеханической стабилизации изображения по вертикали в головной части прибора, что увеличивает ее габаритные размеры и повышает вероятность ее повреждения при эксплуатации;

- отсутствие элементов управления дистанционным подрывом;

- отсутствие независимой стабилизации изображения в горизонтальной плоскости.

Задачей настоящего изобретения является упрощение конструкции оптического визуального канала, обеспечение работы телевизионного канала с большим увеличением, обеспечение работы канала регистрации выхода снарядов из ствола и канала управления дистанционным подрывом снарядов, обеспечение вывода излучения передающего канала лазерного дальномера вне зоны визуального канала, с сохранением зависимой двухплоскостной электромеханической стабилизации каналов, с обеспечением трехплоскостной независимой цифровой стабилизации изображения тепловизионного и телевизионного каналов большого увеличения в диапазоне вертикальных углов наведения от минус 10 до +70°.

Технический результат, обусловленный поставленной задачей, достигается тем, что комбинированный прибор наблюдения-прицел, содержащий головную часть с защитными стеклами и с оптическим блоком, состоящим из призмы-ромба и головного зеркала, установленным на оси качания и кинематически связанным с электромеханическим стабилизатором блока вооружения объекта применения, и основную часть прибора, содержащую оптический визуальный канал, микродисплей, окуляр и тепловизионный канал с тепловизионным объективом и тепловизионным фотоприемным устройством, оптическая ось которого расположена с наклоном относительно вертикальной оси оптического визуального канала, содержащего объектив, разделитель спектра, двухкомпонентную оборачивающую систему, прямоугольную призму, плоскопараллельную пластину, окуляр и согласующую оптическую систему с фотоприемным устройством дальномера, а также лазерный дальномер, излучающий канал которого расположен параллельно оптической оси тепловизионного канала, в отличие от известного, содержит канал регистрации выхода снарядов из ствола, канал управления дистанционным подрывом снарядов, телевизионный канал большого увеличения, трехплоскостной инерциальный модуль, блок коммутации и блок электронной стабилизации изображения, причем компоненты оборачивающей системы оптического визуального канала установлены неподвижно в однократном режиме увеличения, канал регистрации выхода снарядов из ствола, канал управления дистанционным подрывом снарядов, телевизионный канал большого увеличения, излучающий канал лазерного дальномера расположены под головным зеркалом, а оптические оси канала регистрации выхода снарядов из ствола, канала управления дистанционным подрывом снарядов и телевизионного канала большого увеличения параллельны оптической оси тепловизионного канала, при этом выполняется следующее соотношение:

где: Δα_ВН,_ГН ^_ срединная ошибка зависимой стабилизации от блока вооружения электромеханическим стабилизатором объекта применения по ВН и ГН;

β_ВН,ГН - угловой диапазон цифровой стабилизации изображения в тепловизионном и в телевизионном каналах соответственно по ВН и ГН;

γ_В.Г - величина вертикального и горизонтального поля зрения тепловизионного и телевизионного каналов соответственно.

Оптический визуальный канал не имеет механических подвижных частей, телевизионный канал обеспечивает режим большого увеличения, расположение оптико-электронных каналов основной части прибора под общим головным зеркалом и с наклоном оптических осей каналов относительно вертикальной оси оптического визуального канала позволяет обеспечить работу телевизионного канала большого увеличения, канала регистрации выхода снарядов из ствола и канала управления дистанционным подрывом снарядов, а также вывод излучения передающего канала лазерного дальномера вне зоны визуального канала, с сохранением зависимой двухплоскостной электромеханической стабилизации каналов, а трехплоскостной инерциальный модуль, блок коммутации и блок электронной стабилизации изображения обеспечивают трехплоскостную независимую цифровую стабилизацию изображения тепловизионного и телевизионного каналов большого увеличения в диапазоне вертикальных углов наведения от минус 10 до +70°.

Схема комбинированного прибора наблюдения-прицела показана на фигурах 1, 2 и 3.

Комбинированный прибор наблюдения-прицел содержит головную часть с двумя защитными стеклами 1 и 2, с призмой-кубом 3 оптического визуального канала и с зеркалом 4, и основную часть, содержащую оптический визуальный канал «I», тепловизионный канал «II», телевизионный канал большого увеличения «III», канал управления дистанционным подрывом снарядов «IV», канал регистрации выхода снарядов из ствола «V», излучающий канал лазерного дальномера «VI».

Оптический визуальный канал «I» содержит объектив 5, разделитель спектра 6, двухкомпонентную оборачивающую систему 7, прямоугольную призму 8, плоскопараллельную пластину 9, окуляр 10, согласующую оптическую систему 11, фотоприемное устройство дальномера 12.

Тепловизионный канал «II» содержит объектив 18, 19, 21 и фотоприемник 22, телевизионный канал большого увеличения «III» содержит объектив 17 и фотоприемник 20, канал управления дистанционным подрывом снарядов «IV» содержит объектив 14 и лазерный излучатель 15, канал регистрации выхода снарядов из ствола «V» содержит фотоприемник 13, излучающий канал лазерного дальномера «VI» содержит лазерный излучатель 16. В основной части комбинированного прибора наблюдения-прицела также содержатся микродисплей 23, окуляр 24, трехплоскостной инерциальный модуль 25, блок коммутации 27, блок электронной стабилизации изображения 28.

Ось вращения «VII» призмы-ромба и головного зеркала в головной части прибора имеет кинематическую связь с электромеханическим стабилизатором 26 блока вооружения объекта применения по ВН, корпус комбинированного прибора наблюдения-прицела «VIII» имеет жесткую связь с электромеханическим стабилизатором 26 блока вооружения объекта применения по ГН.

Принцип действия комбинированного прибора наблюдения-прицела заключается в следующем. Головная часть прибора наблюдения-прицела содержит защитные стекла 1, 2 и качающийся оптический блок с призмой-ромбом 3 над оптическим визуальным каналом «I» и с отражающим зеркалом 4 над оптико-электронными каналами «II», «III», «IV», «V» и «VI». Оптический блок с призмой-ромбом 3 и отражающим зеркалом 4 установлен на оси качания и кинематически связан с электромеханическим стабилизатором 26 блока вооружения объекта применения, чем обеспечивается зависимая двухплоскостная стабилизация изображения электромеханическим стабилизатором 26 основного вооружения: по ВН - через кинематическую связь с осью «VII» оптического блока, по ГН - за счет жесткой установки корпуса «VIII» комбинированного прибора наблюдения-прицела в башне и стабилизации башни тем же электромеханическим стабилизатором 26.

Оптический визуальный канал «I» расположен вертикально под призмой-ромбом 3 головной части комбинированного прибора наблюдения-прицела и содержит объектив 5 и разделитель спектра 6, пропускающий видимый диапазон спектра на двухкомпонентную оборачивающую систему 7, компоненты которой установлены неподвижно в однократном режиме увеличения, чем исключаются механические подвижки оптических компонентов. После прямоугольной призмы 8 и плоскопараллельной пластины 9 оптическое изображение рассматривается через окуляр 10.

При измерении дальности до предмета отраженное от него лазерное излучение проходит головную часть с защитными стеклами 1 и 2, призму-ромб 3, объектив 5 и отражается разделителем спектра 6 на согласующую оптическую систему 11, фокусирующую излучение на фотоприемном устройстве 12.

Тепловизионный канал «II» имеет наклон относительно вертикальной оси оптического визуального канала «I» и содержит матричный микроболометрический приемник 22 и вариант объектива с фокусным расстоянием 66 мм и со светосилой 1:1,2. В варианте исполнения наклон каналов относительно вертикальной оси принят равным 20°, за счет чего обеспечиваются максимальные углы наведения оружия до +70°. Вариант объектива выполнен из трех компонентов 18, 19 и 21, из которых компонент 19 выполнен в виде отрицательной линзы из материала ZnSe, чем обеспечивается необходимая коррекция аберраций в спектральном диапазоне (8,0÷14,0) мкм. Вариант матричного микроболометрического приемника 22 имеет формат 640×480 пикселей с размером пикселя 12×12 мкм. Угол поля зрения тепловизионного канала «II» с объективом с фокусным расстоянием 66 мм составляет по горизонтали (ГН) и по вертикали (ВН): - 6,6°×5°.

Вместо многократного оптического визуального канала установлен телевизионный канал большого увеличения «III», выполненный в варианте высокоразрешающего фотоприемника 20 в виде черно-белой 2-х мегапиксельной видеокамеры VAA-237-USB и объектива 17 с фокусным расстоянием 50 мм. Параметры варианта телевизионного канала «III» с видеокамерой VAA-237-USB разработки и производства предприятия ООО «ЭВС», г. Санкт-Петербург (электронный ресурс: http://evs.ru), приведены в таблице 1.

Видеокамера VAA-237-USB выполнена на одной шестислойной печатной плате размером 32×32 мм.

Изображения тепловизионного канала «II» и телевизионного канала «III» большого увеличения рассматриваются на микродисплее 23 через окуляр 24 по выбору оператора каждое отдельно или же как одно комплексированное тепло-телевизионное изображение.

Канал управления дистанционным подрывом снарядов «IV» содержит объектив, состоящий из одной положительной линзы 14, и лазерный излучатель 15, формирующий импульсы на длине волны 0,87 мкм для управления дистанционным подрывом снарядов. Параметры варианта исполнения объектива 14 для излучателя канала управления дистанционным подрывом следующие:

- расчетная длина волны	0,87 мкм
- фокусное расстояние	26,96 мм
- относительное отверстие	1:1,5

Параметры излучателя 15 в варианте лазерной диодной решетки типа ИЛПИ-137 приведены в таблице 2.

Канал регистрации выхода снарядов из ствола «V» содержит фотоприемник 13, фиксирующий момент выхода снаряда из канала ствола. Параметры варианта фотоприемника 13 типа ФЭ723-3 производства предприятия НИИ «Гириконд», г. Санкт-Петербург, приведены в таблице 3.

В варианте исполнения фотоприемник 4 обладает чувствительностью в спектральном диапазоне (2,6÷4,3) мкм и формирует сигнал от излучения вспышки, возникающей на дульном срезе при выстреле. Фотоприемник установлен непосредственно под отражающим зеркалом 3.

Оптические оси телевизионного канала большого увеличения «III», канала управления дистанционным подрывом снарядов «IV» и канала регистрации выхода снарядов из ствола «V» параллельны оптической оси тепловизионного канала «II», чем обеспечивается из работоспособность на максимальных углах наведения оружия до+70°.

Излучающий канал лазерного дальномера «VI» выполнен в варианте отдельного модуля 16 с встроенной оптикой и формирует импульсы лазерного излучения с длиной волны 1,54 мкм. Вывод излучения лазерного модуля 16 осуществляется через отражающее зеркало 4 параллельно оптической оси тепловизионного канала «II» и вне зоны оптического визуального канала, чем исключается неблагоприятное влияние лазерных импульсов большой мощности на глаз наблюдателя.

При движении машины (типа БМП, БМД, БТР) по пересеченной местности возникают вибрации в месте установки комбинированного прибора наблюдения-прицела, вызывая «смазывание» изображения. Вибрации могут передаваться и при работе двигателя машины, вызывая «дребезжание» картинки в дополнение к «смазыванию» изображения при эксплуатации в таких условиях. Такие вибрации является непредсказуемыми и подобное ухудшение изображения сильно усложняет задачу не только распознавания, но и обнаружения. Оператор может не справляться с такими условиями и допускать большое количество ошибок.

Электромеханический двухплоскостной стабилизатор 26 основного вооружения 26 обеспечивает зависимую двухплоскостную стабилизацию изображения оптических и оптико-электронных каналов комбинированного прибора наблюдения-прицела: по ВН - через кинематическую связь с осью «VII» оптического блока, по ГН - за счет жесткой установки корпуса «VIII» комбинированного прибора наблюдения-прицела в башне и стабилизации башни тем же электромеханическим стабилизатором 26. Для машин легкого класса (типа БМП-2, БМД, БТР) используются варианты стабилизатора типа 2Э36, для которых срединная ошибка стабилизации основного вооружения составляет 1 т.д (3,6') в вертикальной плоскости и 1 т.д. (3,6') в горизонтальной плоскости (Кудрявцев A.M. Электрооборудование бронетанковой техники. Электрооборудование боевых машин. Стабилизаторы вооружения 2Э36: устройство и обслуживание: учеб. пособие / А.М. Кудрявцев, О.Е. Уласевич, В.Н. Жеглов, В.Ю Гумелев. -Рязань: РВВДКУ (ВИ), 2013. - 144 с). Точность стабилизации также снижается на углах возвышения вооружения, превышающих +35°.

Ошибка стабилизации изображения в 3,6' (1 т.д.) сопоставима с угловой разрешающей способностью глаза (1-3)' и является наиболее приемлемой при наблюдении через каналы с увеличениями, близкими к 1 крату. В таких условиях малая вибрация, которая присутствует практически всегда, обычно просто не замечается оператором.

При наблюдении через оптические и оптико-электронные каналы с большими увеличениями - более 5÷8 крат, комфортность зрительного восприятия изображения снижается, так как для длиннофокусных объективов влияние вибрации будет наиболее критичным и даже небольшое угловое колебание может вызывать значительное смещение изображения.

Повышение точности стабилизации изображения многократных каналов достигается реализацией независимой трехплоскостной цифровой стабилизации изображения тепловизионного «II» и телевизионного «III» каналов большого увеличения с применением инерциального модуля 25, блока коммутации 27 и блока электронной стабилизации 28.

Параметры варианта инерциального модуля 25 типа МГ-10 производства предприятия «Лаборатория Микроприборов», г. Москва, г. Зеленоград, приведены в таблице 4.

Трехплоскостной инерциальный модуль 25 позволяет осуществить метод цифровой стабилизации изображений с использованием показаний гиросенсора с большим диапазоном компенсируемой амплитуды и частоты вибрации (Цифровая стабилизация изображения в FullHD-видеокамерах. Лаборатория климатических исследований CCTVLab. Системы безопасности, №2(146), 2019, С 40-45). Трехплоскостной инерциальный модуль 25, который осуществляет выдачу инерциальных данных, установлен жестко в корпусе комбинированного прибора наблюдения-прицела. Блок коммутации 27 предназначен для коммутации инерциальных данных модуля 25 и видеосигналов оптико-электронных каналов «II» и «III» большого увеличения с блоком электронной стабилизации изображения 28, который осуществляет программную обработку изображения для компенсации влияния вибрации и передает скомпенсированное изображение на микродисплей 23 окуляра 24.

При применении метода цифровой стабилизации изображений каналов «II» и «III» с использованием показаний гиросенсора 25 часть изображения на микродисплее 23 «срезается» пропорционально величине углового диапазона цифровой стабилизации «β_ТП.ТВ», при этом для каждого из каналов «II» и «III» необходимо выполнить следующее соотношение:

где: Δα_ВН,ГН - срединная ошибка зависимой стабилизации от блока вооружения электромеханическим стабилизатором объекта применения по ВН и ГН;

β_ВН,ГН - угловой диапазон цифровой стабилизации изображения в тепловизионном «II» и в телевизионном «III» каналах соответственно по ВН и ГН;

γ_В,Г - величина вертикального и горизонтального поля зрения тепловизионного «II» и телевизионного «III» каналов соответственно.

Выполнение этого соотношения позволяет скомпенсировать ошибку зависимой стабилизации цифровым методом и исключить потерю видимости наблюдаемого предмета в поле зрения многократных оптико-электронных каналов «II» и «III» при больших значениях амплитуды вибраций.

Точность цифровой стабилизации определяется угловым размером пикселя соответствующего фотоприемника. Для тепловизионного канала «II» угловой размер пикселя составляет 37,5'' (пиксель размером 12 мкм, фокусное расстояние тепловизионного объектива 66 мм), для телевизионного канала «III» угловой размер пикселя составляет 12'' (пиксель размером 2,9 мкм, фокусное расстояние телевизионного объектива 50 мм). Таким образом, точность цифровой стабилизации изображения меньше величины срединной ошибки зависимой стабилизации электромеханическим стабилизатором объекта применения (3,6') в ~ 6 и в ~ 18 раз соответственно, что делает наблюдение через тепловизионный «II» и телевизионный «III» каналы большого увеличения более комфортным.

Как видно из расчетов, комбинированный прибор наблюдения-прицел обеспечивает упрощение конструкции оптического визуального канала, обеспечивает работу телевизионного канала с большим увеличением, работу канала регистрации выхода снарядов из ствола и канала управления дистанционным подрывом снарядов, обеспечивает вывод излучения передающего канала лазерного дальномера вне зоны визуального канала, сохраняет зависимую двухплоскостную электромеханическую стабилизацию каналов и обеспечивает независимую трехплоскостную цифровую стабилизацию изображений тепловизионного и телевизионного каналов в диапазоне вертикальных углов наведения от минус 10 до +70°.

Claims (5)

1. Комбинированный прибор наблюдения-прицел, содержащий головную часть с защитными стеклами и с оптическим блоком, состоящим из призмы-ромба и головного зеркала, установленным на оси качания и кинематически связанным с электромеханическим стабилизатором блока вооружения объекта применения, и основную часть прибора, содержащую оптический визуальный канал, микродисплей, окуляр и тепловизионный канал с тепловизионным объективом и тепловизионным фотоприемным устройством, оптическая ось которого расположена с наклоном относительно вертикальной оси оптического визуального канала, содержащего объектив, разделитель спектра, двухкомпонентную оборачивающую систему, прямоугольную призму, плоскопараллельную пластину, окуляр и согласующую оптическую систему с фотоприемным устройством дальномера, а также лазерный дальномер, излучающий канал которого расположен параллельно оптической оси тепловизионного канала, отличающийся тем, что он содержит канал регистрации выхода снарядов из ствола, канал управления дистанционным подрывом снарядов, телевизионный канал большого увеличения, трехплоскостной инерциальный модуль, блок коммутации и блок электронной стабилизации изображения, причем компоненты оборачивающей системы оптического визуального канала установлены неподвижно в однократном режиме увеличения, канал регистрации выхода снарядов из ствола, канал управления дистанционным подрывом снарядов, телевизионный канал большого увеличения, излучающий канал лазерного дальномера расположены под головным зеркалом, а оптические оси канала регистрации выхода снарядов из ствола, канала управления дистанционным подрывом снарядов и телевизионного канала большого увеличения параллельны оптической оси тепловизионного канала, при этом выполняется следующее соотношение:
2. 
3. где: Δα_ВН,ГН - срединная ошибка зависимой стабилизации от блока вооружения электромеханическим стабилизатором объекта применения по ВН и ГН;
4. β_ВН,ГН - угловой диапазон цифровой стабилизации изображения в тепловизионном и в телевизионном каналах соответственно по ВН и ГН;
5. γ_В,Г - величина вертикального и горизонтального поля зрения тепловизионного и телевизионного каналов соответственно.

Images