РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯ ФЕДЕРАЛЬНАЯ СЛУЖБА ПО ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ	(19) RU (11) 2 559 332 (13) C1
	(51) МПК G01S 17/00 (2006.01)

Статус:	не действует (последнее изменение статуса: 02.07.2021)
Пошлина:	Возможность восстановления: нет.

(21)(22) Заявка: 2014107108/28, 25.02.2014 (24) Дата начала отсчета срока действия патента: 25.02.2014 Приоритет(ы): (22) Дата подачи заявки: 25.02.2014 (45) Опубликовано: 10.08.2015 Бюл. № 22 (56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: RU 137016 U1, 27.01.2014. RU 2395782 C1,27.07.2010. RU 2473455 C2, 27.01.2013. US 6389333 B1, 14.05.2002 Адрес для переписки: 440005, г.Пенза-5, ВАМТО, Отдел организации научной работы и научно-педагогических кадров, Устинов Евгений Михайлович

(72) Автор(ы): Шишков Сергей Викторович (RU) (73) Патентообладатель(и): Федеральное государственное казённое военное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Военная академия материально технического обеспечения имени генерала армии А.В. Хрулева" Министерства обороны Российской Федерации (RU)

(54) МЕТОД ОБНАРУЖЕНИЯ МАЛОГАБАРИТНЫХ БЕСПИЛОТНЫХ ЛЕТАТЕЛЬНЫХ АППАРАТОВ

Изобретение относится к области обнаружения и распознавания малогабаритных беспилотных летательных аппаратов (МБЛА) и может быть использовано в военной технике.

Известны различные методы и технические решения для обнаружения летательных аппаратов с использованием способа кругового обзора матричным фотоприемным устройством и устройство для его осуществления (патент РФ №2445644), оптическим локатором кругового обзора (патент РФ №2352957) [1, 2]. Недостатками являются сложность конструкции, большие размеры, большая мощность двигателя для вращения камеры (кругового обзора) и соответственно ошибки в снятии результата.

Способ визуально-оптического контроля лазерного сканирования атмосферы (патент РФ №2489732). Недостатками являются активный метод обнаружения и минимальные турбулентные потоки из-за малых размеров и использования электродвигателей МБЛА [3].

Способ обнаружения объектов (патент РФ №2331084, прототип), заключающийся в селекции объекта на удаленном фоне, заключающийся в приеме и формировании двух изображений в двух пространственно разнесенных точках, а также одновременной регистрации сформированных цифровых изображений, отличающийся тем, что опорное и сравниваемое цифровые изображения регистрируют одномоментно для каждого фрагмента (пикселя) изображений двумя идентичными видеосистемами на основе многоэлементных высокоскоростных фотоприемников, например CMOS-матриц с объективами, которые предварительно фиксируют на небольшом по сравнению с удалением от предполагаемого места появления объекта расстоянии между собой параллельно друг другу в направлении на контролируемое пространство, а анализ изображений проводят при помощи определения величин смещения Δ характерных фрагментов сравниваемого изображения с аналогичными фрагментами опорного при максимально возможном их совпадении в направлении параллактического смещения и последующего выявления селектируемого и фоновых объектов из полученных смещений Δ и т.д. [4].

Известный способ имеет следующие недостатки: ограниченные функциональные возможности, связанные с невозможностью обнаружения МБЛА на 360° по горизонтали и на 180° по вертикали; ограниченную применимость видимым диапазоном работы видеокамер; невозможность использования в движении и создания достоверного трехмерного объемного изображения МБЛА и определения его дальнейшего направления движения.

Задачей, стоящей перед настоящим изобретением, является повышение возможности обнаружения МБЛА на 360° по горизонтали и на 180° по вертикали, параллельной работе в оптическом, звуковом и радиолокационном диапазоне электромагнитных волн, возможности размещения на подвижных объектах и создания достоверного трехмерного объемного изображения МБЛА и определения его дальнейшего направления движения.

Поставленная задача решается следующим образом.

В методе обнаружения МБЛА, заключающемся в приеме и формировании трех и более изображений и сигналов в трех и более пространственно разнесенных точках на гиростабилизирующих платформах 1, связанных между собой рабочими базами 2, автоматически определяющими расстояния между собой и свои пространственные координаты, что позволяет разместить в любых удобных местах как на подвижном объекте, так и стационарном (фиг. 1). На каждой базе размещено по три датчика: датчик 3 (камера кругового обзора), работающий в оптическом диапазоне, датчик 4, работающий в акустическом диапазоне, и датчик 5, работающий в трех и более настраиваемых радиолокационных диапазонах электромагнитных волн. Управление работой и обработкой полученной информации осуществляется ЭВМ 6 с элементами искусственного интеллекта, который сам выбирает наиболее эффективные датчики для более точного обнаружения и определения пространственных координат МБЛА в различных условиях. Одновременная регистрация кадров видеопоследовательности и определения геометрических и цветовых изменений сформированных изображений [5], согласно изобретению контрольное (наиболее ярко-выраженное) и сравниваемое цифровые изображения регистрируют одновременно для каждого фрагмента изображений тремя и более идентичными видеосистемами (датчиками) 3 на основе многоэлементных высокоскоростных фотоприемников 7 (фиг. 2). Анализ изображений проводится на ЭВМ 6 и определяются величины смещения P₁, Р₂, Р₃ (фиг. 3) характерных фрагментов 8 (фиг. 4) сравниваемого изображения с аналогичными фрагментами контрольного при максимально возможном их совпадении в направлении параллактического смещения 9. Сущность измерения расстояния до МБЛА заключается в суммарном определении линейного параллакса, которое рассчитывается между двумя датчиками 1-2 (2-3, 1-3 или 1-i), одновременно по трем и более базам (фиг. 2) по формуле Д=Б/tgY (стереоскопический базовый метод измерения дальности).

Дальность Д₁ до точки 1 МБЛА определяется по величине параллактического угла Y¹ и по величине базы между датчиками Б^1-2, определяемой суммой (фиг. 2). Соответственно также определяются расстояния до других точек МБЛА (Д₂, Д₃, Д₄), что позволяет с помощью ЭВМ 6 построить объемное 3D изображение и сравнить с известными МБЛА с целью их распознавания. Определяя координаты датчиков 3 и углы направления , , ЭВМ 6 рассчитывает пространственные координаты МБЛА в оптическом диапазоне электромагнитных волн. Определяя постоянно пространственные координаты, ЭВМ 6 определяет скорость и направление движения, что позволяет производить сопровождение МБЛА.

Для наиболее достоверного обнаружения МБЛА в условиях плохой видимости, когда оптический канал по выбору ЭВМ 6 не эффективно использовать (густой туман, полная темнота и т.д.), в процессе обнаружения используется звуковой и радиолокационный каналы. Датчики 4 и 5 размещены совместно на гиростабилизирующих платформах 1 и параллельно фиксируют появления объекта, и также с помощью ЭВМ 6 определяют пространственные координаты МБЛА в звуковом и радиолокационном диапазонах электромагнитных волн.

Источники информации

1. Броун Ф.М., Волков Р.И., Филатов М.И., Хазов A.M. Способ кругового обзора матричным фотоприемным устройством и устройство для его осуществления. - Патент на изобретение №2445644, 20.03.2012 г.

2. Архипов В.Г., Чжан Ю.В. Оптический локатор кругового обзора. - Патент на изобретение №2352957, 20.04.2009 г.

3. Попсуй С.П., Таурин В.Э., Швецов И.В., Швецова С.А. Способ визуально-оптического контроля лазерного сканирования атмосферы. - Патент на изобретение №2489732, 10.08.2013 г.

4. Подгорнов В.А. Способ обнаружения объектов. - Патент на изобретение №2331084, 10.08.2008 г.

5. Шишков С.В. Программа определения геометрических изменений на кадрах видеопоследовательности для обнаружения ДПЛА. / Музаи К., Устинов Е.М., Пархоменко А.В., Чернов Е.М., Щербаков А.С. /. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ №2013611694, 31.01.13.

Формула изобретения

Метод обнаружения малогабаритных беспилотных летательных аппаратов (МБЛА), заключающийся в селекции объекта на удаленном фоне, в приеме и формировании изображений в пространственно разнесенных точках, а также одновременной регистрации сформированных цифровых изображений высокоскоростными фотоприемниками, анализ изображений проводят при помощи определения величин смещения характерных фрагментов сравниваемого изображения с аналогичными фрагментами опорного, отличающийся тем, что в приеме и формировании используются три и более изображений и сигналов в трех и более пространственно разнесенных точках на гиростабилизирующих платформах, связанных между собой рабочими базами, автоматически определяющими расстояния между собой и свои пространственные координаты, что позволяет разместить в любых удобных местах как на подвижном, так и стационарном объекте, на каждой базе размещено по три датчика, работающих в оптическом (камеры кругового обзора), акустическом и в трех и более настраиваемых радиолокационных диапазонах электромагнитных волн, управление работой трех каналов и обработкой полученной информации и сигналов осуществляет ЭВМ с элементами искусственного интеллекта, которая сама выбирает наиболее эффективные каналы для более точного обнаружения и определения пространственных координат МБЛА в различных условиях ведения наблюдения, что позволяет построить объемное 3D изображение МБЛА и сравнить с известными для их распознавания и определения средств борьбы с МБЛА.

ИЗВЕЩЕНИЯ

MM4A Досрочное прекращение действия патента из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Дата прекращения действия патента: 26.02.2016

Дата публикации: 27.10.2016