Раздел: ВЗГЛЯД Тема: Автор: Борис СЛУЧАК, Вадим СТАРЦЕВ, АО «ОКБ «Астрон»
Обзор приборов для активно-импульсного метода наблюдения
В настоящие время все шире распространяются системы технического видения, способные эффективно решать задачи поиска, обнаружения и распознавания объектов наблюдения в плохих метеорологических условиях видимости (при тумане, дымке, пыли, снегопаде). Настоящий обзор посвящен одному не очень распространенному, но необычайно эффективному методу наблюдения. Активно-импульсными называются приборы наблюдения, принцип действия которых был предложен академиком А. А. Лебедевым в 1936 г. [1]. Такие приборы имеют синхронизированные друг с другом фотоприемник и импульсный излучатель, используемый для подсветки. Метод заключается в том, что фотоприемник начинает получать изображение с некоторой задержкой относительно срабатывания излучателя, благодаря чему воспринимает свет излучателя, отраженный только от интересующих оператора объектов, отсекая свет, отраженный от объектов, находящихся ближе заданного расстояния, например, от частиц пыли или тумана, расположенных между наблюдателем и интересующим наблюдателя объектом. При этом подсветка местности излучателем осуществляется короткими импульсами [2]. Активно-импульсные приборы могут применяться для наблюдения в условиях ограниченной видимости (например, при задымлении, в тумане, при встречной засветке) [3]. За рубежом такой способ наблюдения, получивший название Gated Viewing или метод стробирования по дальности, изучается и используется с 1960-х гг. [4]. Визуальную информацию о помехах необходимо исключить из процесса формирования изображения. Для этого приемное устройство закрывается на период времени, когда возвращается световой импульс, отраженный от помех. А открывается тогда, когда возвращается световой импульс, отраженный только от объектов наблюдения. Затем приемное устройство опять закрывается, отсекая световой импульс, отраженный от объектов, находящихся дальше объектов наблюдения. Это позволяет достигать рекордных дальностей обнаружения, распознавания и идентификации наблюдаемых объектов. [1]. Так как объект наблюдения воспринимается в пределах очень узкой глубины просматриваемого пространства, то фон за объектом отсекается. Это позволяет наблюдать мало- контрастные объекты, которые не видны ни ночью в пассивные или активные оптико-электронные приборы, ни даже днем в обычные оптические наблюдательные приборы. Например, в АИ-приборах отчетливо видны фигуры людей в белых халатах на фоне снежной целины. Это открывает большие возможности для спасателей или для разведки природных ресурсов, например, когда необходимо выделить уголь на фоне породы и т.п.
Рис.1 Видение через бликующие и тонированные стекла автомобилей Возможности АИ-приборов AИ-прибор может работать в пассивном, активно-непрерывном (с подсветом) и в активно-импульсном режимах (в зависимости от внешних условий). Изображение может наблюдаться в положительном (светлый объект на темном фоне) или в отрицательном контрасте (темный объект на светлом фоне). Круглосуточный поиск наблюдателей или снайперов можно вести по бликам лазерного излучения подсвета, отраженного от оптико-электронных средств. Дальность обнаружения объектов по бликам может достигать нескольких километров [1-3]. На рис. 1 слева показана освещенная солнцем машина с затененными стеклами. За стеклами ничто не просматривается ни невооруженным глазом, ни обычным ТВ-прибором, работающим в пассивном режиме. Справа показана та же машина, наблюдаемая в АИ-прибор. За стеклами видна внутренность салона автомобиля. Обзор АИ-приборов Рассмотрим некоторые АИ-приборы, обеспечивающие круглосуточное видение в любых погодных условиях, обнаружение встречного оптического наблюдения и прицеливания, разделение наблюдаемых объектов по дальности, ИК-контрасту, подсвет затененных пространств, видение через тонированные и бликующие стекла зданий и автомобилей, определение дальности до наблюдаемых объектов. «Призрак-М» от компании «ТАЛОС» Примером АИ-прибора является модель «Призрак-М» [2]. Дальность распознавания ростовой фигуры человека составляет до 600 м, грузового автомобиля – до 900 м. Угол поля зрения 5,5х4,1 град. Дальность обнаружения снайперского прицела ПСО-1 – до 1200 м. Время непрерывной работы от встроенной аккумуляторной батареи – до 4 ч. Масса прибора с батареей – 1,7 кг. Габаритные размеры 225х145х70 мм. Стандарт видеосигнала – CCIR/PAL/USB. Протокол внешнего управления – RS-485/USB. «АСТРОН-АИ» от компании ОКБ «АСТРОН» Другим вариантом является АИ-прибор «АСТРОН-АИ» мобильного и стационарного базирования [7]. Дальность распознавания ростовой фигуры человека составляет до 600 м, грузового автомобиля – до 900 м. Угол поля зрения 5,5х4,1 град. Масса прибора– 6,5 кг. Габаритные размеры 175х168х493 мм. Стандарт видеосигнала – CCIR/PAL/USB. Протокол внешнего управления – RS-485/USB. Рабочее напряжение составляет ~100–240 В/10–30 В. Энергопотребление – 60 Вт (включая подогрев). Дальность зоны подсвета – от 0 до 2000 м; глубина зоны подсвета – мгновенная 10, 20, 50, 100, 200, 500 м и полная до 2500 м; относительная мощность подсвета (яркость) – 1, 1/2, 1/4, 1/8, 1/16. Диапазон рабочих температур составляет от – 40 до +60 °С. Gated TV Viewing System от компании Video and Optical Systems Фирма Video and Optical Systems Ltd. (Великобритания) разработала АИ-прибор на базе (ЭОП+ПЗС)-матрицы с числом элементов 610х575 [3]. Габаритные размеры камеры: 38,1х70,5х117,5 мм. АИ-прибор потребляет постоянный ток 400 мА при напряжении питания 12 В. Полупроводниковый лазерный осветитель, устанавливаемый сверху на корпусе ТВ-камеры, имеет среднюю мощность излучения 30 мВт на длине волны 830 нм. Дальность действия прибора составляет 100 м. Объектив прибора наблюдения имеет регулируемую ирисовую диафрагму. Более мощный лазерный осветитель Z130 обеспечивает дальность действия до 1 км. Другие модификации этой системы позволяют увеличить дальность до 4 км. L 2001 от компании NITECAM Фирма NITECAM (Израиль) разработала АИ-прибор – модель L 2001 [4]. Прибор может работать с частотой строк 625 или 525 Гц при частоте кадров соответственно 25 и 30 Гц. Индикатор – ТВ-монитор с размером экрана 50 мм. Рабочая освещенность 10–4 лк, рабочий спектральный диапазон 500–900 нм. Объектив прибора наблюдения – zoom с фокусным расстоянием, регулируемым от 16 до 160 мм при относительном отверстии 1:1,8 с автоматической регулировкой ирисовой диафрагмы. Угол поля зрения изменяется в пределах от 40 до 4 град. Дальность действия в абсолютной темноте – 100 м. Лазерный полупроводниковый осветитель имеет среднюю мощность излучения 10 мВт, рабочую длину волны 820–850 нм. Питание прибора обеспечивается от напряжения 10–16 В при постоянном токе 1,5 А. Габариты прибора: 585х280х240 мм (без батареи питания, но включая видоискатель и оптику). ARGC-2400 от компании Obzerv Фирма Obzerv (Канада) разработала АИ-прибор ARGC-2400 [5] с дальностью обнаружения человека 8 км и его распознавания – 3 км. Угол поля зрения изменяется от 0,15х0,11 до 0,61х0,46 град., а увеличение – от 240 до 60 крат. Лазерный осветитель имеет среднюю мощность излучения > 4 Вт на длине волны 860 нм. Масса прибора составляет < 55 кг, габариты 560х520х370 мм при энергопотреблении < 350 Вт. Диапазон рабочих температур от -31 до +55 °С [5]. NORD LYNX от компании «ТУРН» Фирма «ТУРН» (Россия) разработала многоцелевой АИ-прибор NORD LYNX [6]. Его дальность действия составляет 3–300 м, глубина просматриваемого пространства 30–100 м, угол поля зрения 20х15 град. АИ ТВ-прибор имеет напряжение питания 12 В, энергопотребление 150 Вт, массу 20 кг, габариты 350х300х150 мм. Диапазон рабочих температур составляет: электронно-оптического блока от -45 до +40 °С, а ТВ-монитора от +5 до +40 °С. Перспективы применения АИ-приборов в системах безопасности Некоторым недостатком АИ-приборов является сложность ведения поиска в активно-импульсном режиме из-за необходимости осуществлять его одновременно как сравнительно узким лучом подсвета по фронту, так и узким стробом по глубине. Однако широко используемые в настоящее время тепловизионные приборы также не свободны от недостатков. Тепловизионные приборы не могут обеспечить видение объектов с низким температурным контрастом, через стекло, не обеспечивают видение дорожных знаков и дорожной разметки при движении на транспортном средстве. Можно говорить лишь о большей или меньшей эффективности их применения в различных условиях для решения конкретных задач. Как АИ-приборы, так и тепловизионные приборы имеют право на существование с учетом их реальных возможностей и конкретных требований для решения поставленной задачи. Решением многих проблем явилось объединение АИ-приборов и тепловизионных приборов в единый комплекс. Такой комплекс обладает многофункциональностью, круглосуточностью и всепогодностью действия и позволяет устранить практически все отмеченные выше недостатки. Сегодня выпускаются такие комплексы дальнего наблюдения с АИ-каналом как, например, ARGC-2400 (компания Obzerv, Канада) и Астрон-4К (компания АО «ОКБ «Астрон», Россия). [6,7] Такие комплексы могут быть использованы для ведения всепогодного круглосуточного видеонаблюдения объектов, границ, территорий, акваторий и воздушного пространства, а также в качестве средств разведки, контрнаблюдения и целеуказания. Литература 1. Гейхман И.Л., Волков В.Г. Видение и безопасность. – М.: Новости, 2009. 2. Оптико-электронные приборы специального назначения / Каталог фирмы «Талос». – М., 2014. 3. Gated Viewing System / Проспект фирмы Video and Optical Systems Ltd., Великобритания, 2007. 4. Night Vision Range – Gated TV Camera / Проспект фирмы NITECAM, Израиль, 2005. 5. Лазерная система ночного видения NORD LYNX / Проспект фирмы «ТУРН», РФ. – М., 2014. www.turn.ru. 6. Portable, Long-Range Active Range-Gated Camera ARGC-2400 / Проспект фирмы Obzerv, Канада, www.obzerv.com. 7. Сайт www.astrohn.com
Внимание! Копирование материалов, размещенных на данном сайте допускается только со ссылкой на ресурс http://www.tzmagazine.ru Рады сообщить нашим читателям, что теперь нашем сайте работает модуль обратной связи. Нам важна ваша оценка наших публикаций! Также вы можете задавать свои вопросы.Наши авторы обязательно ответят на них. Ждем ваших оценок, вопросов и комментариев!

Добавить комментарий или задать вопрос

Правила комментирования статей

Версия для печати

Средняя оценка этой статьи: 0  (голосов: 0)
Ваша оценка: