UA154105U - Спосіб ведення повітряної розвідки місць розташування мін - Google Patents

Abstract

Спосіб ведення повітряної розвідки місць розташування мін, зокрема на сільськогосподарських угіддях, за допомогою щонайменше одного безпілотного літального апарата, містить систему відеоспостереження, блок зв'язку з пунктом керування польотом та ємність з позначальною фарбою, при якому отриману розвідувальну інформацію передають з борта літального апарата на командний пункт. На першому етапі повітряної розвідки виявляють загальну картину аномалій та пошкоджень поверхні землі в місцях ймовірного закладання мін, для чого забезпечують проліт літального апарата над зоною розвідки на великій висоті та, за необхідності, порівняльне покадрове фотографування з охватом топографічної картини місцевості з ймовірним закладанням мін. У разі виявлення аномалій топографії розвідувальної зони від діяльності мінувальників, здійснюють другий етап розвідки - покадрове дискретне фотографування цих зон на низькій висоті за допомогою цього або ж додаткового безпілотного літального апарата - квадрокоптера, оснащеного оптоелектронною технікою з високою роздільною здатністю та у збільшених масштабах. За допомогою програмних блоків комп'ютера пункту керування порівнюють кадри, відзняті на різних висотах і під різними ракурсами, та роблять остаточний висновок щодо закладання мін та позначають їх люмінесцентною фарбою, у яку додають речовину, що відлякує тварин.

Description

Корисна модель належить до галузі озброєння, зокрема до способів ведення повітряної розвідки за допомогою безпілотних літальних апаратів (дронів).

Закладання вибухонебезпечних предметів, таких як міни, снаряди тощо ретельно маскується, однак сліди процесу мінування приховати практично неможливо - їх видають зміни рельєфу поверхні, причому вона завжди буде відрізнятись від топографії зони, якої не торкались мінери. Адже останні, як правило, роблять розмітку, ходять по землі, знімають верхній шар дерну, викопують яму, вилучають грунт і т.п., а після закладання цю яму закопують, повертають дерн і грунт на місце та маскують небезпечне місце. Очевидно, що зробити непомітними наслідки всіх цих операцій команди мінерів вкрай важко, особливо якщо дивитись, наприклад, на сільськогосподарські поля з висоти декількох десятків метрів.

Внаслідок повномасштабної війни Росії проти України замінованими виявилися багато тисяч квадратних кілометрів української землі, на розмінування якої доведеться витратити багато років. Там, де просувались російські війська, агресори не створювали мінні поля із певними позначеннями та повними картами, а просто мінували ті невеличкі ділянки, що їм були потрібні - грунтові дороги, ліси та орні землі. Частина нерозірваних мін та снарядів лежать на орних землях, що не дає можливості ані сіяти, ані косити, ані збирати урожай. Першим етапом на шляху до кінцевої цілі - розмінування небезпечних зон є їх виявлення. З цією метою спеціалісти з аеророзвідки постійно працюють над створенням технологій та способів застосування безпілотних літаючих апаратів (дронів) та створенням карт мінних полів.

В патенті РФ Мо 2485556 (МПКО01М 3/16, Е41Н 11/12, опубл. 20.06.2013р., Бюл. Мо 17) описаний спосіб пошуку та виявлення мін і вибухових предметів за допомогою системи, яка складається з мультисенсорного модуля, телескопічного щупа, аеродинамічного підйомного пристрою, який знаходиться на прив'язі, відеокамери, блоку радара, блоку управління і заплічного ранця з комп'ютером. Підйомний пристрій являє собою безпілотний літальний апарат вертолітного типу, закріплений на штоці (щупі) довжиною декілька метрів. Управління апаратом здійснює оператор системи за допомогою пульта керування. Інформація від відеокамери та мультисенсорного блока надходить оператору системи на дисплей, вмонтований в захисні окуляри та навушники у захисному шоломі після обробки в комп'ютері, що знаходиться в ранці оператора. Останній маніпулює літальним апаратом в межах видимості - ріст людини - рівень

Зо підйому мультимодуля (2-3 метри).

Недоліком цього способу є те, що управління дроном здійснюється не дистанційно, а практично вручну, оператор бачить лише невелику ділянку землі перед собою і може не помітити наслідки зміни поверхні грунту, які мали місце в процесі мінування, особливо, якщо ті були ретельно замасковані. Крім цього, не виключені розпуски, оператор може рухатись у міжрядді між мін. Отже, така техніка розвідки є вкрай небезпечною для оператора.

Безумовно, більш ефективними з позиції безпечності є способи проведення повітряної розвідки за допомогою вільно літаючих безпілотних апаратів. Прикладом цього є спосіб, у якому в процесі повітряної розвідки задіюють одразу декілька літальних апаратів, один із яких є базовим (патент України Мо 31235, МПК В64С 31/00, НО4В 7/185, опубл. 25.03.2008 р., Бюл. Мо 6). Під крилом базового літака-розвідника на спеціальних пілонах підвішують допоміжні літальні апарати (дрони), менші за розміром, що здатні літати на малих висотах. Базовий літальний апарат здійснює розвідку в зоні недосяжності засобів протиповітряної оборони противника та передає інформацію до пункту управління. Після проведення розвідки базовим літальним апаратом останній скидає один або більше допоміжних дронів та наводить їх на заздалегідь вибрані цілі, де вони здійснюють розвідку на мінімальних висотах.

Недолік цього способу полягає у тому, що кінцевим результатом його здійснення є виключно збір та передача розвідувальної інформації, яка стосується виявлення місць дислокації військ противника, його пересування, але не мін, снарядів тощо.

Найближчим аналогом є спосіб ведення повітряної розвідки місць розташування мін, зокрема на сільськогосподарських угіддях, за допомогою, щонайменше, одного безпілотного літального апарату, який містить систему відеоспостереження, блок зв'язку з пунктом керування польотом та ємність з позначальною фарбою, при якому отриману розвідувальну інформацію передають з борту літального апарата на командний пункт (патент України Мо 148667, МПК":

В24С 39/02, Вб640 1/16, опубл. 01.09.2021 р., Бюл. Мо 35).

Недоліком найближчого аналога є його мала продуктивність, необхідність обстеження всього сільськогосподарського поля з точністю до розмірів індуктора. Так, металодетектор (індуктор) має діаметр 0,4-0,5 м, тобто 0,2 м", і є ефективним при відстані, що не перевищує 15- 20 см від поверхні грунту. Відношення одного гектара до площі індуктора становить 104:0,2-50х103. Згідно з цим способом розвідки, потрібно оцінити 50 тисяч ділянок по 0,2 м-. На 60 1 га протяжністю 1 км потрібно від 20-ти до 30-ти прольотів на малій висоті з малою швидкістю,

а це вкрай нерентабельно. На сільськогосподарських полях є багато металевих предметів, на кожен із яких спрацьовуватиме індуктор, і з цими помилковими сигналами потрібно буде розбиратись.

Крім цього, запропонований у цьому способі метод позначання фарбою місця розташування виявлених вибухонебезпечних предметів не враховує того фактора, що в період від моменту позначання і моменту, коли до позначеного місця прибудуть сапери, може пройти певний проміжок часу, який може виявитись вкрай небезпечним для життя тварин (або і людей), які можуть опинитись на цьому місці.

В основу корисної моделі поставлена задача підвищення ефективності способу ведення повітряної розвідки місць розташування мін шляхом виявлення місць їх закладання по аномаліям поверхні, викликаних роботою мінерів, зокрема шляхом здійснення розвідки за допомогою одного або декількох дронів, які на різних висотах збирають та аналізують інформацію щодо зміни стану поверхні, в результаті чого забезпечується безпечність та висока результативність пошуку, суттєво зменшуються витрати на дослідження великих площ.

Поставлена задача вирішується тим, що у способі ведення повітряної розвідки місць розташування мін, зокрема на сільськогосподарських угіддях, за допомогою щонайменше одного безпілотного літального апарата, який містить систему відеоспостереження, блок зв'язку з пунктом керування польотом та ємність з позначальною фарбою, при якому отриману розвідувальну інформацію передають з борта літального апарата на командний пункт, згідно з корисною моделлю, на першому етапі повітряної розвідки виявляють загальну картину аномалій та пошкоджень поверхні землі в місцях ймовірного закладання мін, для чого забезпечують його проліт над зоною розвідки на великій висоті та, за необхідності, порівняльне покадрове фотографування з охватом топографічної картини місцевості з ймовірним закладанням мін, і, у разі виявлення аномалій топографії розвідувальної зони від діяльності мінувальників, здійснюють другий етап розвідки - покадрове дискретне фотографування цих зон на низькій висоті за допомогою цього або ж додаткового безпілотного літального апарата - квадрокоптера, оснащеного оптоелектронною технікою з високою роздільною здатністю та у збільшених масштабах, після чого за допомогою програмних блоків комп'ютера пункту керування порівнюють кадри, відзняті на різних висотах і під різними ракурсами, та роблять остаточний

Зо висновок щодо закладання мін та позначають їх люмінесцентною фарбою, у яку додають речовину, що відлякує тварин.

У разі невпевненості в результатах отриманої відеооптичної інформації перед передачею координат виявленого місця ймовірного закладання мін до командного пункту, може здійснюватись його вивчення на наявність металу за допомогою портативного індуктора, радара, щупа, які розміщені на борту квадрокоптера.

Відрізняючою ознакою способу ведення повітряної розвідки від ознак аналога є те, що місця закладення вибухонебезпечних предметів виявляються по аномаліям та зміні земної поверхні, які є результатом процесу мінування. Це досягається за допомогою прольотів дрона на різних висотах з оптоелектронним вивченням слідів мінування. Застосування корисної моделі є безпечним та найбільш ефективним при дослідженні сільськогосподарських полів, земельних ділянок, великих площ з мінімальним суб'єктивним впливом оператора, який веде розвідку.

Ризик суб'єктивного впливу зменшується, якщо загальні координати надає один оператор, а уточнення результатів - другий, з дроном, обладнаним приборами.

Оснащений оптоелектронним обладнанням базовий літальний апарат спочатку пролітає над земною поверхнею на великій висоті, збирає і передає розвідувальні дані до пункту керування.

Він виявляє картини аномалій поверхні, охвачуючи широке поле видимості - дороги, стежки, геодезичні та інші реперні мітки тощо. У разі, якщо ситуація потребує більш детальної інформації щодо місця аномалій поверхні грунту, він здійснює політ на менших висотах та фіксує відповідну інформацію під різними ракурсами.

У разі сумніву розвідка здійснюється більш ретельно, при збільшеному масштабі, збільшеній роздільній здатності та під різними ракурсами. При цьому порівнюються аналогічні кадри, відзняті з зон, прилеглих до ймовірного місця закладання мін, із зонами, куди не дістались мінери.

Вивчення місць ймовірного закладання мін здійснюється завислим дроном (квадрокоптером) за допомогою загальноприйнятого металопошукового обладнання - індуктора, радара, щупа тощо. Ці портативні засоби знаходяться на борту дрона. Сапери перед розмінуванням використовують практично ті ж засоби, але більш енергоємні та стаціонарні.

Після порівняльного аналізу оптичних зображень - крупним планом з великої висоти і зображень, виконаних з малої висоти на високій роздільній здатності, фіксуються координати бо даного місця розвідки люмінесцентною фарбою з відлякуючим тварин розчинником.

Спосіб здійснюють наступним чином:

Етап дослідження земної поверхні розпочинається з великої висоти вздовж ймовірних меж мінного проходу, які визначаються по всім доступним свідченням (документам) з урахуванням рельєфу, навколишніх доріг, по яким переміщуються тварини, люди тощо. Так складається карта маршрутів первинних прольотів дрона - з оптоелектронними приборами та первинна зйомка території з великої висоти, отримується загальна картина поля і виявлення аномалій в топографії досліджуваної ділянки, де, ймовірно, працювали мінери. Детальне вивчення потенційних місць закладання починається на другому етапі, на малій висоті, з роздільною здатністю, як мінімум, вдвічі більшою, ніж при зйомці на великій висоті. При вивченні потенційних місць закладання оптоелектронна апаратура повинна розрізняти на земній поверхні деталі розміром 0,3-3,0 см з можливістю 5-10-кратного збільшення за рахунок зміни масштабу цифрового зображення. За такої відносно невисокої роздільної здатності виявляються грудки землі, сліди мінерів, характер вм'ятин в грунті, пошкодженої трави і т.п. Це є особливо переконливим у порівнянні з кадрами зображень сусідніх ділянок поля, де мінери не працювали.

Пошукові кадри аномалій земної поверхні при прольоті дрона на великій висоті здійснюють з кроком, більшим 4-6 м. Такої відстані, як правило, притримуються мінери задля власної безпеки. Після виявлення декількох місць закладання вибухонебезпечних предметів повторний проліт дрона на великій висоті може встановити схему, порядок рядів і ймовірних дистанцій між зонами закладання вибухонебезпечних предметів, що є вкрай важливо для організації наступних робіт по розмінуванню із застосуванням спецтехніки.

Запропонована технологія виявлення вибухонебезпечних предметів по аномаліям топографії земної поверхні мінімізує пропуски і надає можливості суттєво зменшити витрати на пошуки ії можливі людські жертви при розмінуванні великих площ, сільськогосподарських угідь

України.

Claims (2)

ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ

1. Спосіб ведення повітряної розвідки місць розташування мін, зокрема на сільськогосподарських угіддях, за допомогою щонайменше одного безпілотного літального апарата, який містить систему відеоспостереження, блок зв'язку з пунктом керування польотом та ємність з позначальною фарбою, при якому отриману розвідувальну інформацію передають з борта літального апарата на командний пункт, який відрізняється тим, що на першому етапі повітряної розвідки виявляють загальну картину аномалій та пошкоджень поверхні землі в місцях ймовірного закладання мін, для чого забезпечують проліт літального апарата над зоною розвідки на великій висоті та, за необхідності, порівняльне покадрове фотографування з охватом топографічної картини місцевості з ймовірним закладанням мін, і, у разі виявлення аномалій топографії розвідувальної зони від діяльності мінувальників, здійснюють другий етап розвідки - покадрове дискретне фотографування цих зон на низькій висоті за допомогою цього або ж додаткового безпілотного літального апарата - квадрокоптера, оснащеного оптоелектронною технікою з високою роздільною здатністю та у збільшених масштабах, після чого за допомогою програмних блоків комп'ютера пункту керування порівнюють кадри, відзняті на різних висотах і під різними ракурсами, та роблять остаточний висновок щодо закладання мін та позначають їх люмінесцентною фарбою, у яку додають речовину, що відлякує тварин.

2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що, у разі невпевненості в результатах отриманої відеооптичної інформації, перед передачею координат виявленого місця ймовірного закладання мін до командного пункту здійснюють його вивчення на наявність металу за допомогою портативного індуктора, радара, щупа, які розміщені на борту квадрокоптера.